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Distributed humidity fiber-optic sensor based on BOFDA using a simple machine learning approach
- We report, to our knowledge for the first time, on distributed relative humidity sensing in silica polyimide-coated optical fibers using Brillouin optical frequency domain analysis (BOFDA). Linear regression, which is a simple and well-interpretable algorithm in machine learning and statistics, is utilized. The algorithm is trained using as features the Brillouin frequency shifts and linewidths of the fiber’s multipeak Brillouin spectrum. To assess and improve the effectiveness of the regression algorithm, we make use of machine learning concepts to estimate the model’s uncertainties and select the features that contribute most to the model’s performance. In addition to relative humidity, the model is also able to simultaneously provide distributed temperature information addressing the well-known cross-sensitivity effects.
Autor*innen: | Christos KarapanagiotisORCiD, Konstantin HickeORCiD, Aleksander Wosniok, Katerina Krebber |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
Sprache: | Englisch |
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | Optics Express |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2022 |
Organisationseinheit der BAM: | 8 Zerstörungsfreie Prüfung |
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.6 Faseroptische Sensorik | |
Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
Verlag: | OPTICA |
Jahrgang/Band: | 30 |
Ausgabe/Heft: | 8 |
Erste Seite: | 12484 |
Letzte Seite: | 12494 |
DDC-Klassifikation: | Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie |
Freie Schlagwörter: | Brillouin distributed sensing; Fiber optics sensors; Humidity sensing; Machine learning; Simultaneous temperature and humidity sensing |
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Umwelt |
Umwelt / Sensorik | |
DOI: | 10.1364/OE.453906 |
URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-546294 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |
Datum der Freischaltung: | 11.04.2022 |
Referierte Publikation: | Ja |
Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 02.05.2022 |
Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |