本書(shū)從分布式光纖溫度傳感技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的具體需求，全面展示分布式光纖溫度傳感智能信息處理技術(shù)的內(nèi)容。全書(shū)共6章，首先，介紹分布式光纖傳感技術(shù)的發(fā)展歷程、原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵性能指標(biāo)。其次，提出分布式光纖溫度傳感技術(shù)面臨的主要問(wèn)題。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的具體需求，開(kāi)展相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)地實(shí)驗(yàn)，測(cè)試提出相應(yīng)方法的性能。最后，總結(jié)分布式光纖溫度傳感智能信息處理技術(shù)的性能及局限，并通過(guò)分析近年來(lái)分布式光纖溫度傳感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，展望分布式光纖溫度傳感智能信息處理技術(shù)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，以及分布式光纖溫度傳感技術(shù)應(yīng)用的前景。
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四川省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，一等獎(jiǎng). 2013
國(guó)防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，二等獎(jiǎng). 2013
目錄
第1章 緒論 1
1.1 光纖傳感技術(shù)發(fā)展歷程 1
1.2 分布式光纖溫度傳感原理 2
1.2.1 光纖中光的散射理論 2
1.2.2 拉曼散射感溫原理 3
1.2.3 光時(shí)域反射技術(shù) 4
1.3 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5
1.4 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo) 7
1.4.1 溫度分辨率 7
1.4.2 空間分辨率 8
1.4.3 最小采樣間隔 9
參考文獻(xiàn) 10
第2章 分布式光纖溫度傳感信號(hào)降噪方法 12
2.1 分布式光纖溫度傳感噪聲 12
2.1.1 噪聲來(lái)源及分析 12
2.1.2 累加平均法 13
2.2 RDTS降噪方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 13
2.2.1 基于光脈沖單純形編碼的方法 14
2.2.2 基于小波變換的方法 15
2.3 基于傳統(tǒng)降噪算法的方法 16
2.3.1 基于奇異值分解的方法 17
2.3.2 基于中值濾波器的方法 26
2.3.3 基于波形類型的方法 31
2.4 基于深度學(xué)習(xí)的降噪算法 40
2.4.1 基于DSDN的方法 40
2.4.2 基于GraphSAGE的方法 51
2.4.3 基于GAT的方法 54
參考文獻(xiàn) 62
第3章 分布式光纖溫度傳感空間分辨率提升方法 64
3.1 RDTS空間分辨率提升技術(shù)研究現(xiàn)狀 64
3.2 基于TVD的RDTS系統(tǒng)空間分辨率提升方法 65
3.2.1 RDTS系統(tǒng)辨識(shí) 65
3.2.2 全變差反卷積 67
3.2.3 迭代重加權(quán)最小二乘法 70
3.3 最佳參數(shù)選取 71
3.3.1 TVD參數(shù)對(duì)重構(gòu)信號(hào)的影響 71
3.3.2 基于擬合優(yōu)度的重構(gòu)效果評(píng)估 73
3.3.3 參數(shù)選取方法 75
3.4 RDTS小尺度熱區(qū)長(zhǎng)度識(shí)別方法 76
3.4.1 熱區(qū)長(zhǎng)度識(shí)別研究背景 76
3.4.2 RDTS響應(yīng)模式分析 77
3.4.3 全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 79
3.5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果討論 83
3.5.1 RDTS敏感矩陣構(gòu)建 83
3.5.2 RDTS空間分辨率提升 86
3.5.3 熱區(qū)響應(yīng)模式規(guī)律驗(yàn)證 87
3.5.4 熱區(qū)長(zhǎng)度識(shí)別模型構(gòu)建 89
參考文獻(xiàn) 91
第4章 分布式光纖溫度傳感器的熱區(qū)檢測(cè)方法 93
4.1 RDTS溫度異常檢測(cè)應(yīng)用研究現(xiàn)狀 93
4.2 基于主成分分析的核廢物桶RDTS溫度異常定位方法 95
4.2.1 定位方法原理 95
4.2.2 主成分分析用于核廢物桶溫度異常定位模擬實(shí)驗(yàn) 96
4.3 基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的RDTS熱區(qū)檢測(cè)方法 102
4.3.1 檢測(cè)方法原理 102
4.3.2 數(shù)據(jù)集構(gòu)建 102
4.3.3 模型結(jié)構(gòu)及性能測(cè)試 103
4.4 基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的RDTS溫度異常檢測(cè)方法 110
4.4.1 檢測(cè)方法原理 110
4.4.2 模型結(jié)構(gòu)及性能測(cè)試 110
參考文獻(xiàn) 116
第5章 RDTS平臺(tái)化及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 118
5.1 RDTS上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 118
5.1.1 軟件架構(gòu) 118
5.1.2 主要模塊設(shè)計(jì) 120
5.2 土壤傳熱測(cè)溫實(shí)驗(yàn) 122
5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案 122
5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 124
5.3 核廢物處置庫(kù)溫度場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn) 129
5.3.1 二維溫度場(chǎng)構(gòu)建方法 129
5.3.2 三維溫度場(chǎng)轉(zhuǎn)換方法 132
5.3.3 構(gòu)建方法驗(yàn)證 132
5.3.4 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì) 133
5.3.5 溫度場(chǎng)構(gòu)建流程 136
5.3.6 三維溫度場(chǎng)構(gòu)建及效果評(píng)價(jià) 137
參考文獻(xiàn) 141
第6章 結(jié)論、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用展望 142
6.1 結(jié)論 142
6.2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用展望 143
6.2.1 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 143
6.2.2 應(yīng)用展望 143
參考文獻(xiàn) 145
彩版 147
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