目录

第1章绪论

1.1拉曼散射分布式光纤传感原理、系统架构与优势

1.1.1理论基础： 拉曼散射效应

1.1.2传感原理与系统架构

1.1.3技术优势与挑战

1.2拉曼散射分布式光纤传感技术研究历程

1.2.1理论奠基与概念验证

1.2.2技术突破与商用启航

1.2.3性能优化与应用深化

1.3拉曼散射分布式光纤传感技术的应用研究进展

1.3.1电力电缆与输电线路安全监控

1.3.2油气管道泄漏监测与周界安防

1.3.3大型土木工程结构健康监测

1.3.4新一代研究前沿与挑战

1.3.5应用总结

1.4本书结构安排

参考文献

第2章拉曼散射分布式光纤传感基本原理

2.1引言

2.2定位原理

2.2.1拉曼光时域反射定位原理

2.2.2相关法定位解调原理

2.2.3拉曼光频域反射法定位解调原理

2.3温度解调原理

2.3.1双路信号温度解调原理

2.3.2单路信号温度解调原理

2.3.3环路信号温度解调原理

2.3.4相关法峰值系数温度解调原理

2.3.5拉曼光频域反射法温度解调原理

2.4小结

参考文献

第3章系统性能提升中的关键物理问题分析

3.1引言

3.2拉曼散射分布式光纤传感技术的关键性能指标

3.2.1测量动态范围和传感距离

3.2.2空间分辨率

3.2.3温度分辨率

3.2.4测温精度

3.3脉冲宽度对性能指标的影响

3.3.1脉冲宽度对空间分辨率的影响

3.3.2脉冲宽度对测温精度的影响

3.3.3脉冲宽度对传感距离的影响

3.4脉冲波形对空间分辨率的影响

3.4.1规律脉冲波形对空间分辨率的影响

3.4.2不规则脉冲波形对空间分辨率的影响

3.5光纤色散对性能指标的影响

3.5.1光纤色散对空间分辨率的影响

3.5.2光纤色散对测温精度的影响

3.6激光脉冲传输特性及拉曼散射光强叠加特性分析

3.6.1基于脉冲离散强度有效点的信号采集时域模型

3.6.2基于光时域反射定位原理的光纤散射信号叠加特性

3.6.3光纤探测区域与SR的相对长度关系对拉曼散射信号的影响

3.7小结

参考文献

第4章高空间分辨率拉曼散射分布式光纤传感技术

4.1引言

4.2基于差分脉冲对的拉曼光纤温度解调技术

4.2.1差分脉冲对解调原理

4.2.2模拟仿真与实验结果

4.3基于自脉冲时域延时差分的拉曼光纤温度解调技术

4.3.1自脉冲时域延时差分解调原理

4.3.2定位及温度解调结果

4.4基于多脉冲并行辅助的拉曼光纤温度解调技术

4.4.1探测光纤对温度包络的影响

4.4.2多脉冲并行辅助拉曼光纤温度解调原理

4.4.3实验温度解调结果

4.5基于拉曼散射包络信号幅值拟合辅助的拉曼光纤温度解调技术

4.5.1拉曼散射包络信号幅值拟合辅助解调原理

4.5.2实验温度解调结果

4.6基于信号特征值分解与脉冲能量分配的拉曼光纤温度解调技术

4.6.1信号特征值分解与脉冲能量分配传感原理

4.6.2实验温度解调结果

4.7基于拉曼散射包络信号斜率辅助的拉曼光纤温度解调技术

4.7.1温变区内脉冲传输特性和拉曼散射信号叠加特征

4.7.2拉曼散射包络信号斜率辅助传感原理

4.7.3实验温度解调结果

4.8基于非相干探测的拉曼光频域反射解调技术

4.8.1非相干探测拉曼光频域反射解调原理

4.8.2仿真解调结果

4.9小结

参考文献

第5章混沌激光拉曼散射分布式光纤传感技术

5.1引言

5.2混沌脉冲激光差分相关解调技术

5.2.1混沌激光的产生及混沌拉曼散射光场特性

5.2.2时域差分重构与相关压缩解调原理

5.2.3基于混沌激光相关法的温度解调结果 

5.3基于二阶相关偏导计算的混沌激光相关解调技术

5.3.1二阶相关偏导解调原理

5.3.2温度信号定位及解调结果

5.4混沌脉冲簇相关解调技术

5.4.1混沌脉冲簇探测信号特征分析

5.4.2实验温度解调结果

5.5混沌非对称脉冲对相关解调技术

5.5.1混沌非对称脉冲对信号特征分析

5.5.2实验温度解调结果

5.6高熵信号多阶差分相关解调技术

5.6.1高熵信号及其特征

5.6.2多阶时域差分重构原理

5.6.3三种高熵信号方案温度解调性能对比

5.7结语

参考文献

第6章长距离高信噪比拉曼散射分布式光纤传感技术

6.1引言

6.2基于复数域宽度啁啾脉冲压缩探测的拉曼光纤温度解调技术

6.2.1复数域宽度啁啾脉冲压缩传感解调原理

6.2.2宽度啁啾脉冲探测信号特性分析

6.2.3温度解调实验结果

6.3基于强抗干扰脉冲编码与波形重构的拉曼光纤温度解调技术

6.3.1强抗干扰脉冲编码原理

6.3.2波形重构与解码原理

6.3.3长距离温度解调结果

6.4动态噪声抑制结合小波模极大值去噪拉曼光纤温度解调技术

6.4.1解调模型

6.4.2温度解调结果

6.5瑞利噪声抑制拉曼解调技术

6.5.1瑞利噪声抑制原理

6.5.2温度解调对比结果

6.6基于遗传优化去噪的拉曼光纤温度解调技术

6.6.1遗传优化去噪模型

6.6.2去噪实验解调结果

6.7小结

参考文献

第7章高精度拉曼散射分布式光纤传感技术

7.1引言

7.2基于差分温敏系数补偿的拉曼光纤温度解调技术

7.2.1拉曼散射方程温敏系数补偿原理

7.2.2温度解调实验对比结果

7.3基于动态增益校准的拉曼光纤温度解调技术

7.3.1光源与探测器动态增益校准原理

7.3.2不同传感距离下的实验对比结果

7.3.3拉曼光衰减差异补偿技术

7.3.4光源脉冲编码技术

7.3.5大温度测量范围下温度分辨率性能仿真分析

7.4基于光纤模式色散补偿校准的拉曼光纤温度解调技术

7.4.1拉曼斯托克斯光散射和反斯托克斯光散射信号波长色散校准原理

7.4.2温度解调对比结果

7.5基于动态差分衰减识别的拉曼光纤温度解调技术

7.5.1动态差分衰减识别解调原理

7.5.2解调对比实验结果

7.6小结

参考文献

第8章基于深度学习的高性能拉曼散射分布式光纤传感技术

8.1引言

8.2基于传感光缆热传递函数的温度超前预警技术

8.2.1传感光缆温度传递滞后效应

8.2.2超前预警模型建立及实验结果分析

8.3基于多阶实时移动平均法的数据挖掘和融合预警技术

8.3.1技术原理分析

8.3.2温度预警实验结果与分析

8.4基于残差复合双卷积神经网络的拉曼光纤温度解调技术

8.4.1残差复合双卷积神经网络原理

8.4.2温度解调实验结果

8.5神经网络色散补偿拉曼解调技术

8.5.1一维膨胀卷积残差神经网络原理

8.5.2一维膨胀卷积残差神经网络训练模型

8.5.3温度解调实验结果

8.6基于深度学习拉曼损耗及温度效应的双参量拉曼光纤传感技术

8.6.1双参量解调原理

8.6.2实验结果与分析

8.7小结

参考文献