首页>科技发展>前沿聚焦>正文

新型光纤传感器的数据传输速度提高100倍

2020-11-20 techxplore

光纤传感器将用于更快,更准确的关键应用中,例如检测隧道中的火灾,查明管道中的泄漏以及预测滑坡。

洛桑联邦理工学院(EPFL)工程师已经开发了一种先进的编码和解码系统,该系统可以使光纤传感器将数据发送速度提高100倍,并在更大的范围内发送数据。EPFL工程学院教授,光纤组(GFO)负责人LucThévenaz表示:“与传统的传感器一样,它们无法在给定的点进行测量,例如温度计,光纤传感器会记录整个光纤上的数据。但是这项技术在过去几年中几乎没有改善。”

广泛用于安全应用

光纤传感器通常用于灾害检测系统中,例如发现管道中的裂缝,识别土木工程结构中的变形并检测山坡上的潜在滑坡。传感器可以在放置光纤的任何地方获取温度读数,从而即使给定位置延伸数十公里,也可以生成给定位置的连续热图。这提供了对可能发生的事故的关键洞察力。

改善信号质量

与北京邮电大学合作,两名GFO工程师-博士后Zhisheng Yang和博士生Simon Zaslawski 开发了一种用于编码和解码沿光纤发送的数据的新系统。使用他们的方法,传感器可以接收更高能量的信号并更快地对其进行解码,从而可以更快地在更大的面积上进行测量。

工程师将他们的系统描述为像回声一样工作。如果您喊一个单词,您会听到该单词的回声。但是,如果您唱一首歌,您听到的是混合的声音,很难分辨。您需要一个“钥匙”来解密声音并使声音清晰可辨。光纤传感器的功能类似,只是仪器沿着光纤发出光脉冲而不是发出声音。信号弹回光纤,然后设备对其进行解码,从而将信号转换为可用数据。

为了提高传感器的效率,YangZaslawski将光脉冲分组为序列,以便信号以更高的强度反弹。但是,这并不能解决“回声”问题,即找到使信号可读的密钥。因此,他们开发了一种对沿光纤发送的数据进行编码的方法。他们的方法采用特殊的遗传优化算法来应对缺陷。Thévenaz说:“其他系统要么范围有限,要么价格昂贵。但是有了我们的,您只需要向现有设备中添加软件程序即可。无需调整传感器或使用复杂的设备。”


关键词: 光纤传感器   数据传输   大幅提高