Séparation de sources non négatives parcimonieuses appliquée aux spectres Brillouin acquis par capteur à fibre optique
Résumé
Structure Health Monitoring (SHM) is an important issue in EDF. An optical fiber senor enables to acquire distributed strain measurements with a spatial sampling of 40cm over several kilometers. For every sensing point, a Brillouin spectrum is acquired centered on the Brillouin frequency sensitive to temperature and strain into the optical fiber. If the strain is non uniform within the integration base, then the spectrum will be distorted. A method of Non negative Matrix Factorization (NMF) enables to decompose it into several spectral components, centered on local Brillouin frequencies. A method enables to link their amplitudes to their positions within the integration base. Thus, the presented methodology enables to estimate a centimeter strain profile. It is successfully tested on experimental controlled data set. The comparison with a reference measurement enables to validate the presented methodology which permits a better sampling resolution and strain sensitivity.
La surveillance d'ouvrage de grande ampleur est une problématique importante au sein d'EDF (Electricité de France). Un capteur à fibre optique permet de mesurer la déformation de manière répartie avec un pas de mesure de 40cm sur plusieurs kilomètres. A chaque distance interrogée, un spectre Brillouin est acquis. Ce spectre est centré sur une fréquence Brillouin sensible à la température et à la déformation imposée par l'ouvrage à la fibre optique. Si la déformation est non uniforme, alors le spectre est distordu. Nous proposons une méthode de Factorisation de Matrices Non négatives (FMN) afin de décomposer le spectre sur une base de spectres Brillouin élémentaires. Un algorithme basé sur leurs amplitudes relatives permet d'estimer la déformation avec une nouvelle résolution spatiale de l'ordre d'un centimètre. Cette méthodologie est testée sur des données expérimentales acquises en milieu contrôlé. La comparaison avec une mesure de référence montre la validité de cette approche.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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