一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法及系统。方法包括：对热温点数据偏差进行校正；校正Stoke光信号电压V

【技术实现步骤摘要】
一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力温度监测
，特别涉及一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法及系统。

技术介绍

[0002]在城市输配电网系统中，大量采用电缆作为传输载体。随着城市管廊建设的发展，电缆逐渐由架空线转入地下，进一步提升了供电的稳定性和可靠性。电缆在运行中，受到电场、磁场、热、光及水分等因素的影响而发生绝缘老化，导致绝缘性能降低，严重时会发生火灾。电力电缆运行工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化，其运行状态的异常或故障通常表现出温度的异常变化。分布式光纤测温装置通过对电力电缆运行温度及隧道环境温度实时在线监测，已经成为电力电缆及隧道智能化的重要内容。
[0003]目前，隧道及电力电缆光纤测温项目逐渐推广应用，并实现产品和工程应用规范化。市场上的分布式光纤测温产品厂家和种类较多，在测试中发现装置在常温下及短距离测温精度尚可，但在高低温下测试精度差异参差不齐，特别是在电力管廊长距离测温下不能满足测温精度要求。分布式光纤测温装置是将整个测温光纤作为传感器，可以测试沿线所有点的实时温度。温度精度作为光纤测温重要的一个指标，其要求光纤沿线所有点都必须满足标准要求。根据温度解调公式：
[0004][0005]其中，T为光纤沿线某位置的待测温度，T0为标定位置处(即定标光纤)的实际温度，即定标温度，K
B
为玻尔兹曼常数，h为普朗克常数，Δν为拉曼频移，V
as
(T,L)为采集卡得到的光纤沿线待测温度下Anti-Stokes光信号电压(功率)，V
s
(T,L)为采集卡得到的光纤沿线待测温度下Stokes光信号电压；V
as
(T0,L)为根据标定位置L＝0及其温度T0下，经衰减计算Anti-Stokes光信号电压；V
s
(T0,L)为根据标定位置L＝0及其温度T0下，经衰减计算Stokes光信号电压。
[0006]实验发现，脉冲光在背向散射过程中，由于Stoke和Anti-Stoke光在光纤传输中的速度不同，在数据采集过程中，导致热温点反应在Stoke(V
s
(T,L))和Anti-Stoke(V
as
(T,L))数据的不一致，特别是在长距离测温过程中，热温点数据偏差会越来越大(如图1所示)，导致在温度计算中出现热温点边缘温度抖动过大超出温度精度范围或出现热温点温度计算不准确。同时，在装置在实际运行中，由于器件的性能受温度或外界干扰等多方面影响，造成在相同的温度T下的Stoke光信号电压(V
s
(T,L))采集数据和Anti-Stoke光信号电压(V
as
(T,L))采集数据也会有不同程度的差异，因此在的温度计算中，也会造成数据的差异。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法及系统，能够在不同的高低温下以及长距离测温下均满足测温精度要求，保证电力电
缆安全运行。
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法，包括：
[0009]对长距离测温的热温点数据偏差进行校正。
[0010]校正Stoke光信号电压Vs(T,L)和Anti-Stoke光信号电压Vas(T,L)的系统波动。
[0011]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述对长距离测温的热温点数据偏差进行校正包括：
[0012]进行数据采样，Stokes光的采样长度n，Anti-Stokes光的采样长度为m。
[0013]由于n≥m，计算Stokes光的采样数据每一点对应Anti-Stokes采样数据的位置其中x为采样的横坐标，y为采样的纵坐标。
[0014]计算Stokes光的采样数据每一点在Anti-Stokes采样数据对应的位置区间(p,q)，其中p＝x
·
m/n(x＝0,1,2...n-1)，q＝p+1，得到该区间的坐标位置分别是(x
p
，y
p
)，(x
q
，y
q
)。
[0015]根据直线拟合公式得到Stokes光的采样数据每一点在Anti-Stokes光的采样数据
[0016]将修正后的Anti-Stokes光的数据采样y
new
代入温度解调公式，修正因Anti-Stokes光的采样长度和Anti-Stokes光的采样长度不一致造成的温度计算误差。
[0017]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述校正Stoke光信号电压V
s
(T,L)和Anti-Stoke光信号电压V
as
(T,L)的系统波动包括：
[0018]获取定标光纤的散射曲线数据Anti-Stoke光信号电压V
as
(T,L)和Stoke光信号电压V
s
(T,L)。
[0019]根据定标光纤的首端采样数据和光纤衰耗计算出温度在T0下的Anti-Stoke光信号电压V
as
(T0,L)和Stoke光信号电压V
s
(T0,L)。
[0020]根据温度解调公式计算全线所有点的温度T。
[0021]根据温度解调公式得出定标光纤处的计算温度为T0,在定标光纤处选n个点，求出温度计算值和温度传感器测量值的温度差值
[0022]根据温度差值T＝T+ΔT对全线温度点进行修正。
[0023]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述定标光纤安装在分布式光纤测温装置的内部，对应安装温度传感器，所述定标光纤和所述温度传感器封闭在一个固定盒子内。
[0024]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述定标光纤的长度为50m至300m。
[0025]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种DTS光纤测温装置的温度误差修正系统，包括：
[0026]长距离热温点校正模块，用于对长距离测温的热温点数据偏差进行校正。
[0027]系统温度波动修正模块，用于校正Stoke光信号电压V
s
(T,L)和Anti-Stoke光信号
电压V
as
(T,L)的系统波动。
[0028]结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述长距离热温点校正模块包括：
[0029]长度采样单元，用于进行数据采样，Stokes光的采样长度n，Anti-Stokes光的采样长度为m。
[0030]位置计算单元，根据n≥m，计算Stokes光的采样数据每一点对应Anti-Stokes采样数据的位置其中x为采样的横坐标，y为采样的纵坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DTS光纤测温装置的温度误差修正方法，其特征在于，包括：对热温点数据偏差进行校正；校正Stoke光信号电压V
s
(T,L)和Anti-Stoke光信号电压V
as
(T,L)的系统波动。2.根据权利要求1所述的DTS光纤测温装置的温度误差修正方法，其特征在于，所述对热温点数据偏差进行校正包括：进行数据采样，Stokes光的采样长度n，Anti-Stokes光的采样长度为m；由于n≥m，计算Stokes光的采样数据每一点对应Anti-Stokes采样数据的位置其中x为采样的横坐标，y为采样的纵坐标；计算Stokes光的采样数据每一点在Anti-Stokes采样数据对应的位置区间(p,q)，其中p＝x
·
m/n(x＝0,1,2...n-1)，q＝p+1，得到该区间的坐标位置分别是(x
p
，y
p
)，(x
q
，y
q
)；根据直线拟合公式得到Stokes光的采样数据每一点在Anti-Stokes光的采样数据将修正后的Anti-Stokes光的数据采样y
new
代入温度解调公式，修正因Anti-Stokes光的采样长度和Anti-Stokes光的采样长度不一致造成的温度计算误差。3.根据权利要求1所述的DTS光纤测温装置的温度误差修正方法，其特征在于，所述校正Stoke光信号电压V
s
(T,L)和Anti-Stoke光信号电压V
as
(T,L)的系统波动包括：获取定标光纤的散射曲线数据Anti-Stoke光信号电压V
as
(T,L)和Stoke光信号电压V
s
(T,L)；根据定标光纤的首端采样数据和光纤衰耗计算出温度在T0下的Anti-Stoke光信号电压V
as
(T0,L)和Stoke光信号电压V
s
(T0,L)；根据温度解调公式计算全线所有点的温度T；根据温度解调公式得出定标光纤处的计算温度为T0,在定标光纤处选n个点，求出温度计算值和温度传感器测量值的温度差值根据温度差值T＝T+ΔT对全线温度点进行修正。4.根据权利要求3所述的DTS光纤测温装置的温度误差修正方法，其特征在于，所述定标光纤安装在分布式光纤测温装置的内部，对应安装温度传感器，所述定标光纤和所述温度传感器封闭在一个固定盒子内。5.根据权利要求3所述的DTS光纤测温装置的温度误差修正方法，其特征在于，所述定标光纤的长度为50m至300m。6.一种DTS光纤测温装置的温度误差修正系统，其特征在于，包括：热温点...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭，何星躲，王伟杰，王胜辉，兰五胜，王青山，路光辉，翟登辉，曾国辉，毛丽娜，赵维毅，雍明超，卢声，郭宏燕，牛成玉，高培源，刘畅，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：