【技术实现步骤摘要】
一种单端注入多芯光纤的拉曼传感测温系统及方法
本专利技术涉及测温系统及方法，尤其涉及一种单端注入多芯光纤实现双端测量精度的拉曼传感测温系统及方法。
技术介绍
分布式拉曼光纤传感系统具有测量距离长、抗电磁干扰、轻便、绝缘等诸多优点，在电力石油管线、大型建筑、隧道桥梁等需要实时温度监测的领域中具有广泛应用。传统单端拉曼测温方法中，将脉冲光源耦合进入光纤，同时探测拉曼散射信号中的斯托克斯光和反斯托克斯光功率，将两者相除便可进行温度解调：其中Pas(z)和Ps(z)分别为光纤位置z处反斯托克斯和斯托克斯光功率，Cas(z)和Cs(z)是由光纤位置z决定的常数，与入射光功率、反斯托克斯波长、斯托克斯波长等相关，h为普朗克常数，Δν为拉曼散射光与入射光的频率差，k为玻尔兹曼常数，αas(x)、αs(x)分别为反斯托克斯光、斯托克斯光在光纤位置x处的损耗，T(z)是光纤上的温度分布。单端拉曼测温方法中，温度解调结果包含说明测温结果受到光纤中反斯托克斯光和斯托克斯光与位置相关的损耗影响。在核辐射等极端环境中，或者光纤...
【技术保护点】
1.一种单端注入多芯光纤拉曼传感测温系统，包括脉冲激光器、波分复用器、光电转换模块和信号采集模块，其特征在于：设置信号处理模块和扇入扇出模块，所述扇入扇出模块包括扇入模块和扇出模块，扇入模块包括扇入模块芯1，扇出模块包括扇出模块纤芯1和扇出模块纤芯2，/n对多芯光纤进行测温时，从中任取两根纤芯进行测量，记为多芯光纤芯1和多芯光纤芯2，脉冲激光器产生泵浦脉冲，经过波分复用器注入扇入模块纤芯1中，通过多芯光纤芯1后，从扇出模块纤芯1输出并经过单模光纤注入扇出模块纤芯2中，通过多芯光纤芯2返回扇入模块，构成光纤环路，实现对多芯光纤芯1和多芯光纤芯2的同时测量；多芯光纤芯1和多芯光...
【技术特征摘要】
1.一种单端注入多芯光纤拉曼传感测温系统，包括脉冲激光器、波分复用器、光电转换模块和信号采集模块，其特征在于：设置信号处理模块和扇入扇出模块，所述扇入扇出模块包括扇入模块和扇出模块，扇入模块包括扇入模块芯1，扇出模块包括扇出模块纤芯1和扇出模块纤芯2，
对多芯光纤进行测温时，从中任取两根纤芯进行测量，记为多芯光纤芯1和多芯光纤芯2，脉冲激光器产生泵浦脉冲，经过波分复用器注入扇入模块纤芯1中，通过多芯光纤芯1后，从扇出模块纤芯1输出并经过单模光纤注入扇出模块纤芯2中，通过多芯光纤芯2返回扇入模块，构成光纤环路，实现对多芯光纤芯1和多芯光纤芯2的同时测量；多芯光纤芯1和多芯光纤芯2产生的拉曼散射信号经波分复用器滤出斯托克斯和反斯托克斯光信号，进入光电转换模块转换为电信号；在脉冲激光器同步控制信号的触发下，信号采集模块同步采集拉曼散射信号，平均后的信号输入信号处理模块进行温度解调。
2.根据权利要求1所述单端注入多芯光纤拉曼传感测温系统，其特征在于：所述多芯光纤纤芯数量大于2，不同纤芯具有相同的折射率分布，不同纤芯长度差异小于5cm/km，纤芯间串扰小于-40dB/km。
3.根据权利要求1所述单端注入多芯光纤拉曼传感测温系统，其特征在于：所述多芯扇入扇出模块1550nm波长插入损耗小于1.5dB，回波损耗大于45dB，纤芯间串扰小于-50dB。
4.一种单端注入多芯光纤拉曼传感测温方法，其特征在于：用于如权利要求1至3任一项所述的单端注入多芯光纤拉曼传感测温系统。
5.根据权利要求3所述单端注入多芯光纤拉曼传感测温方法，其特征在于：测温过程包括以下步骤，
步骤1，设多芯光纤总长度为L，测量得到的多芯光纤芯1和多芯光纤芯2的斯托克斯和反斯托克斯光信号总长度为2L，斯托克斯和反斯托克斯光信号上z位置和2L-z位置都对应多芯光纤上z位置，z位置的环境温度为T(z)，则z位置和2L-z位置的反斯托克斯和斯托克斯光信号比分别为：
其中，Pas(z)和Ps(z)分别为光纤位置z处反斯托克斯和斯托克斯光功率，Cas(z...
【专利技术属性】
技术研发人员：项勇，郑喆轩，杨华东，党云丽，黎单驰，耿梦楣，夏涛，田艳林，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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