On the measurement accuracy of coherent Rayleigh-based distributed sensors

瑞利散射 估计员 光学 相(物质) 互相关 信噪比(成像) 噪音(视频) 测量不确定度 物理 分布式声传感 计算机科学 光纤传感器 光纤 数学 统计 量子力学 人工智能 图像(数学)
作者
Malak Galal,Suneetha Sebastian,Zhisheng Yang,Li Zhang,Simon Zaslawski,Luc Thévenaz
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:29 (26): 42538-42538 被引量:11
标识
DOI:10.1364/oe.442790
摘要

The phase change of back-scattered light due to external perturbations is retrieved in coherent Rayleigh-based distributed sensors by estimating the frequency shift (FS) between the traces of different measurements. The uncertainty associated with the estimator, due to the presence of system noises, can lead to an inaccurate evaluation of the FS. Additionally, in coherent Rayleigh-based sensors, the calculation of the signal-to-noise ratio (SNR) from the jagged back-scattered intensity trace using the statistical estimators can cause an erroneous determination of the absolute value of the SNR. In this work, a method to accurately evaluate the non-uniform SNR caused by the stochastic variation of the back-scattered light intensity along the fibre is presented and validated. Furthermore, an analytical expression to evaluate the uncertainty in the FS estimation using one of the standard estimators, namely cross-correlation, is presented. A direct-detection frequency-scanned phase-sensitive optical time-domain reflectometer (φ-OTDR) is employed for the experimental verification of the expression as a function of two crucial system parameters: the SNR and the spatial resolution. The performance of various distributed sensing system configurations utilising cross-correlation for determining the FS occurring due to the external perturbations can be properly predicted hereafter with the aid of the analytical expression presented in this study.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
充电宝应助dianxin采纳,获得10
刚刚
CC发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
sekiro发布了新的文献求助10
1秒前
wangxz完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
霂梣发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
小宋发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
不吃汉堡完成签到 ,获得积分10
3秒前
梁某完成签到,获得积分10
3秒前
Zzzzzzz发布了新的文献求助10
3秒前
dingo完成签到,获得积分10
4秒前
cheng程发布了新的文献求助10
4秒前
小罗发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
7秒前
一朵约尔发布了新的文献求助10
8秒前
小贩发布了新的文献求助10
8秒前
小新完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
KK完成签到 ,获得积分10
9秒前
拓跋涵易完成签到,获得积分10
11秒前
英俊的铭应助细心的安珊采纳,获得10
11秒前
Shamy完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
田様应助sekiro采纳,获得10
13秒前
wanci应助小趴蔡采纳,获得10
13秒前
JamesPei应助小白白采纳,获得10
14秒前
anan完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
熊啾啾完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
香蕉觅云应助十八采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.1应助大熊采纳,获得10
15秒前
烟花应助旺旺采纳,获得10
15秒前
科目三应助一朵约尔采纳,获得10
16秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Advanced Memory Technology 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6862207
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8565498
关于积分的说明 18214119
捐赠科研通 6229044
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3048009
关于科研通互助平台的介绍 2048555
邀请新用户注册赠送积分活动 2025619