一种脉冲编码的分布式光纤拉曼温度传感方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种脉冲编码的分布式光纤拉曼温度传感方法及装置，任意阶编码矩阵，其主对角线元素全为“0”，其余元素全为“1”，依次把该矩阵的每行注入分布式光纤拉曼温度传感装置中，该装置包括半导体激光器及驱动模块，含SOA(半导体光放大器)的FPGA编码调制器，光纤放大器，光纤环形器，光纤波分复用器，恒温箱，传感光纤，探测器模块，A/D模块和工控机。结合脉冲编码原理和光纤瑞利散射辅助解调拉曼散射原理，在不改变空间分辨率的情况下提高了传感系统的动态范围，增加了测量长度和测量精度。可适用于较大范围内水、油、气管道，井，隧道和大型土木工程测量和灾害预警。

A Pulse Coded Distributed Optical Fiber Raman Temperature Sensor Method and Device

The invention discloses a pulse-coded distributed optical fiber Raman temperature sensor method and device, in which the main diagonal elements are all \0\ and the other elements are all \1\. Each row of the matrix is injected into the distributed optical fiber Raman temperature sensor device in turn. The device comprises a semiconductor laser and a driving module, and a FPGA encoding SOA (semiconductor optical amplifier). Code Modulator, Fiber Amplifier, Fiber Ring, Fiber Wavelength Division Multiplexer, Thermostat, Sensor Fiber, Detector Module, A/D Module and Industrial Computer. Combining the pulse coding principle with the Raman scattering principle of optical fiber Rayleigh scattering assisted demodulation, the dynamic range of the sensing system is improved without changing the spatial resolution, and the measurement length and accuracy are increased. It can be applied to large-scale water, oil and gas pipelines, wells, tunnels and large-scale civil engineering survey and disaster warning.

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲编码的分布式光纤拉曼温度传感方法及装置
本专利技术涉及分布式光纤拉曼温度传感装置，特别是采用一种脉冲编码的分布式光纤拉曼温度传感方法及装置，属于光纤传感

技术介绍
ROTDR(拉曼光时域反射仪)是利用拉曼后向散射制成的分布式光纤温度传感系统。将光脉冲注入光纤中作为探测信号，在光脉冲沿着光纤传播时，各处拉曼散射的后向散射部分将不断返回光纤入射端，拉曼散射包括斯托克斯和反斯托克斯光，其中反斯托克斯光对光纤温度敏感。通过合适的光耦合器和高速响应的光电检测器检测到输入端的后向散射光的大小和到达时间，就能定量的测量出光纤的温度分布特性、长度等。高动态范围和高空间分辨率的ROTDR在光纤系统的测量中具有十分重要的作用，可以提高光纤的温度测量精度和测量长度，为光纤系统中的温度预警精确定位提供了有力保障。动态范围受注入光脉冲的峰值功率、脉冲宽度、光在光纤中的传输损耗、光接收机的损耗、数字处理的信噪比的影响；高空间分辨率受光脉冲的脉冲宽度、光接收机的带宽、A/D采样率的影响。可以看出同时得到大的动态范围和高的空间分辨率是不可能的，二者不可兼得。运用现代数字信号处理技术(即脉冲编码的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲编码的分布式光纤拉曼温度传感方法，包括以下步骤：步骤一：工控机11执行程序初始化时产生N(比如N＝100)阶矩阵S＝(aij)，当i＝j时，aij＝0，当i≠j时，aij＝1，由矩阵求逆方法算出S的可逆矩阵S

【技术特征摘要】
1.一种脉冲编码的分布式光纤拉曼温度传感方法，包括以下步骤：步骤一：工控机11执行程序初始化时产生N(比如N＝100)阶矩阵S＝(aij)，当i＝j时，aij＝0，当i≠j时，aij＝1，由矩阵求逆方法算出S的可逆矩阵S-1＝(bij)，当i＝j时，当i≠j时，S矩阵中元素“1”代表注入传感光纤10(≤5ns有能量，≥5ns无能量的10ns)的激光脉冲，元素“0”代表注入传感光纤10(10ns)无能量的激光脉冲，由包含SOA(半导体光放大器)的FPGA编码调制模块12调制；步骤二：工控机11执行程序获取传感光纤信息时，依次发出矩阵S每行编码到FPGA编码调制模块12中，按编码调制SOA，将连续半导体激光及驱动模块19按要求产生光脉冲编码经光纤放大器13，光纤环形器14输入端后注入传感光纤10，传感光纤10上返回背散射光光纤环形器14输出端到返回端进入波分复用器16，分两路得背散射瑞利光和背散射反斯托克斯光，再到对应的APD探测器17，APD后接A/D模块18，A/D模块18以PCIeX接口与工控机11相连，经FPGA编码调制模块12送出同步电脉冲打开100Mhz16bitsA/D二路同步采集背散射瑞利光信息和背散射反斯托克斯光信息存储于A/D缓冲区中，可多次触发进行数字平均，触发周期C是光在真空中速度，n是传感光纤折射率，L是传感光纤10长度；步骤三：工控机11执行程序获取数字平均的背散射瑞利光信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：张舒曼，邱福平，龙伟，
申请(专利权)人：四川鸿禾阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51