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分布式光纤拉曼测温系统

现有的基于拉曼散射原理的温度测量仪器利用光的拉曼散射效应来测量光纤内的温度值。温度测量仪器发射激光信号在光纤中传播,会反向反射回温度测量仪器,通过反射回的信号中的斯托克斯信号及反斯托克斯信号可以确定光纤的温度值。

分布式光纤拉曼测温系统

光纤解调仪的工作原理

光纤温度信号解调方法、装置及光纤温度解调仪,对斯托克斯信号及反斯托克斯信号对应的电流信号的波形进行调试,以消除斯托克斯信号及反斯托克斯信号的自身的差异对温度的影响;根据调试后的斯托克斯信号及反斯托克斯信号的光通量计算温度值,提高温度值计算精度。

在测量光纤的温度值时,首先发射激光信号至待测温度的光纤中,激光信号在该光纤中传播,由于光纤的非结晶材料在微观空间的不均匀结构,有一小部分光会发生散射。光纤中的散射光包括瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射,其中,拉曼散射光子中的斯托克斯光子和非斯托克斯光子中携带的为光纤的温度值,是影响光纤温度分辨率的主要因素。

由于接收到的从光纤中反射回的反射信号中包括瑞利散射光子信号、布里渊散射光子信号及拉曼散射光子信号。由于瑞利散射光子信号的频谱范围与布里渊散射光子信号的频谱范围、拉曼散射光子信号的频谱范围不同,那么,可将接收到时域的反射信号进行傅里叶变换,得到频域的反射信号

光纤温度解调仪包括存储器及处理器,存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据使用所创建的数据等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。用于运行所述存储器中所存储的计算机程序以使所述光纤温度解调仪实行光纤温度信号解调方法或光纤温度信号解调装置中各模块的功能。

分布式光纤传感技术

在分布式光纤传感技术中,根据光纤的后向散射类型,可以分为基于瑞利散射的分布式光纤传感系统、基于布里渊散射的分布式光纤传感系统和基于拉曼散射的分布式光纤传感系统。基于瑞利散射的分布式光纤传感系统大多被应用于光纤的故障点检测。基于拉曼散射的分布式光纤传感技术只运用于光纤沿线的温度监测。

分布式光纤拉曼测温系统

分布式光纤拉曼测温系统是利用光纤中的自发拉曼散射效应,结合光时域反射技术(Optical Time Domain Reflectometry,OTDR)实现的可用于分布式、连续式、实时测量空间温度场分布的一种新型传感系统。与传统的电子温度传感器相比,分布式光纤拉曼测温系统具有抗电磁干扰、耐高压、精度高、结构简单等优点,所以被广泛应用于电力电缆温度监测、结构健康监测、大坝泄漏监测等领域。 在分布式光纤拉曼测温系统中,温度解调方法是系统实现光线沿线温度检测的最
关键技术。目前常用的温度解调方法是利用反斯托克斯(anti-stokes)光作为信号通道,利用斯托克斯(stokes)光作为参考通道,通过光纤的stokes拉曼散射光时域曲线解调光纤的anti-stokes拉曼散射光时域曲线,解调光纤沿线处任一点的温度信息。

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关键词:

光纤联系

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