分布式光纤温度传感器新测温原理的研究

介绍了分布式光纤温度传感器的工作原理和应用状况,分析了光纤中放大的自发拉曼散射现象及其时域特性.提出了一种基于光纤中放大的自发拉曼散射光脉冲信号温度效应的新温度测量原理,并将其应用于分布式光纤传感器系统,进而讨论了基于新测温原理的实验现象和实验数据.     

中心波长对基于拉曼散射分布式光纤测温系统影响分析

根据基于拉曼散射分布式光纤测温系统原理,详细分析了激光器中心波长与测量点的关系及其对分布式光纤测温系统灵敏度、稳定性等性能的影响,探讨了测温系统中心波长的优化选择.引入了受激拉曼散射阈值并对激光器光功率进行估算,纠正了传统上认为激光器光功率越大越好的认识,为设计分布式光纤测温系统和选择激光器光源时提供参考.     

一种新型解调法的光纤布里渊温度传感系统

在基于瑞利散射和布里渊散射强度解调的分布式光纤布里渊温度传感系统中,为了抑制系统温漂和光纤中的应力等噪声因素影响,提出了采用最近已知温度分布曲线来解调待测温度分布曲线的新方法,并在设计的传感系统中进行了实验.实验结果表明,采用该解调法的分布式光纤布里渊温度传感系统能有效提高测温精度和稳定性,降低了系统的成本.系统的测温精度达到±0.09 K.     

在DCF光纤中放大的背向自发拉曼散射的增益特性

光脉冲沿色散补偿光纤（DCF）传输会产生背向自发拉曼散射,当入纤激光功率大于阈值时,出现放大的背向自发拉曼散射现象。实验发现,反斯托克斯（ASR）和斯托克斯（SR）自身脉冲光纤拉曼放大的阈值泵浦峰值脉冲功率是18．2W和14．5W．当入纤激光功率为52W时,背向SR和ASR散射的增益分别为12dB和7dB。放大的反斯托克斯和斯托克斯背向自发拉曼散射时域曲线上的阈值时间位置随激发功率的增大而前移并具有规律性。     

分布式光纤温度传感的拉曼散射理论分析

本文比较系统地分析了光纤中泵浦光向拉曼斯托克斯光转换的过程,同时讨论了斯托克斯光随注入泵浦光变化的情形,引入了泵浦阈值功率的概念,为分布式光纤温度传感器系统打下了理论基础。     

远程分布式光纤温度传感系统的设计和制造

为了测量长距离大范围空间分布温度场,设计制造出30km远程光纤温度传感器。基于光纤放大的反斯托克斯背向拉曼自发散射测温原理,对系统进行了优化设计。用1550nm掺铒光纤激光器作为抽运源,采用高速瞬态波形采样技术,累加平均等信号处理技术,解决了远处背向反斯托克斯弱信号的检测问题。采用了智能化恒温技术,使主要元器件在恒温条件下工作,解决了工程应用中环境的适应性。远程分布光纤拉曼温度传感器系统已达到的主要技术指标如下:光纤长度31km,测温范围0-100℃(可扩展),温度测量不确定度为±2℃,温度分辨力为0.1℃,测量时间为432s,空间分辨力为4m。     

基于非线性遗传算法的DTS传感模型的参数辨识与优化

基于光纤拉曼散射效应和Monte-Carlo法,建立了一种DTS传感模型。采用非线性遗传算法对该模型的参数进行了辨识,分析了种群规模、进化代数、交叉率、变异率等参数选值对算法运行结果的影响,并选取了最佳参数组合。搭建了分布式光纤温度传感系统实验平台,并运用该DTS传感模型对分布式光纤温度传感系统进行了仿真预测。实验及仿真结果表明:该传感模型在空间分辨力为1 m时,预测误差在0.24%以内;该分布式光纤温度传感系统的测温误差不大于0.40 ℃。     

分布式光纤温度传感器与其性能参数检测方法的研究

分布式光纤温度传感器（DTS）是近年来开始研究的新型传感技术。基于光纤后向散射现象和光时域反射理论,它能在整条光纤的长度上,以距离的连续函数形式测量出光纤上各点的温度值。文章对分布式光纤温度传感器测温原理进行了分析并提出了DTS性能参数检测方法。     

分布式光纤温度传感器与其性能参数检测方法的研究

分布式光纤温度传感器（DTS）是近年来开始研究的新型传感技术。基于光纤后向散射现象和光时域反射理论,它能在整条光纤的长度上,以距离的连续函数形式测量出光纤上各点的温度值。文章对分布式光纤温度传感器测温原理进行了分析并提出了DTS性能参数检测方法。     

脉冲激光远程投送的分布式光纤拉曼温度传感系统

传感光纤分成了前后两段,脉冲激光通过光分路器分成大小不同的两路分别注入前后段传感光纤,后段传感光纤的脉冲激光并不是通过前段传感光纤注入,而是通过一条专用的传输光纤远程投送一段距离后通过波分复用器再注入,该方法能有效提高后段传感光纤的拉曼散射信号强度,从而避免了温度解调精度随传感距离的增大而不断劣化的问题。系统实现了22.7 km的传感距离,前后段传感光纤测温精度±0.5℃。