新型光纤传感器,让数据传输提升一个档次


新型光纤传感器,让数据传输提升一个档次_智慧城市_智慧社区


Simon Zaslawski,Yhisheng Yan和Luc Thevenaz教授。


光纤传感器——用于探测隧道火灾、准确定位管道泄漏和预测滑坡等关键应用——将变得更快、更准确。


EPFL的工程师开发了一种先进的编码和解码系统,允许光纤传感器以100倍的速度和更宽的区域发送数据。EPFL工程学院教授、光纤小组(GFO)负责人Luc Thevenaz说:“与温度计等在给定点进行测量的传统传感器不同,光纤传感器沿着光纤记录数据,但在过去几年里,这项技术几乎没有进步。”


 广泛应用于安全领域


光纤传感器通常用于危险检测系统,如发现管道裂缝、识别土木工程结构的变形和检测山坡上潜在的滑坡。传感器可以在光纤铺设的任何地方读取温度读数,从而生成给定地点的连续热图——即使该地点绵延数十公里。这为预防可能发生的事故提供了至关重要的见解。


 改善信号质量


两名GFO工程师——博士后杨志圣(Yhisheng Yan)和博士生西蒙·扎斯劳斯基(Simon Zaslawski)——与北京邮电大学合作,开发了一种新的系统,用于对沿光纤发送的数据进行编码和解码。通过他们的方法,传感器可以接收更高能量的信号,并更快地解码它们,从而在更大的范围内更快地进行测量。他们的研究最近在《自然通讯》杂志上发表。


工程师们形容他们的系统就像回声一样工作。如果你喊出一个词,你就会听到那个词的回应。但是如果你唱一首歌,你听到的是混合的声音,很难分辨出来。你需要一把“钥匙”来破译这些声音,让它们变得容易理解。光纤传感器的功能与此类似,不同之处是仪器沿光纤发出的是光脉冲而不是声音。信号在光纤上反射回来,然后一个设备对它们进行解码,将信号转换成可用数据。


为了提高传感器的效率,Yang和Zaslawski将光脉冲分组成序列,这样信号就会以更强的强度反弹回来。然而,这并没有解决“回声”问题,也就是说,找到一个键使信号可读。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处理缺陷。Thevenaz说:“其他系统要么范围有限,要么价格昂贵,但我们的设备,你只需要在现有设备上添加一个软件程序。不需要调整传感器或使用复杂的设备。”

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