一种分布式光纤测温方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种分布式光纤测温方法及系统，解决现有拉曼信号处理方法获得温度精度较差，使得异常温度点位置定位精度较低的问题。该方法包括以下步骤：1)获得反斯托克斯曲线和斯托克斯曲线；2)计算斯托克斯曲线和反斯托克斯曲线的有效波形；3)获得斯托克斯和反斯托克斯的特征波形；4)对反斯托克斯特征波形进行插值运算，得到消除散射现象后的反斯托克斯波形；5)消除散射现象后的反斯托克斯波形与斯托克斯波形的比值μ(N)表达式；6)求损耗系数；7)损耗系数标定后的反斯托克斯波形与斯托克斯波形的比值ρ(N)表达式；8)按照下式计算分布式光纤测得温度：

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光纤测温方法及系统
本专利技术属于光纤测温领域，涉及一种光纤测温方法，具体涉及一种分布式光纤测温方法及系统。
技术介绍
当光脉冲沿光纤传输时，在光纤的每一点都会产生拉曼散射，该散射是向各个方向发射的，其中沿着光纤反向传输回来的散射光成为后向拉曼散射，如果从光进入光纤开始计时，那么不同时刻收到的后向散射光表征距光纤注入端和发生后向拉曼散射的距离，从而可以确定发生散射的具体位置。拉曼散射光分为斯托克斯光与反斯托克斯光，其中反斯托克斯光与斯托克斯光的强度之比通过运算，可以确定唯一温度。因此可以实现不同位置处的温度测量。由于拉曼信号信噪比较低，现有的光纤传感器在信号检测精度、信号处理能力方面达不到要求，而且受光的散射现象与光传输损耗的因素影响，所测得的温度精度较差，不能精确定位异常温度点位置。
技术实现思路
为了解决现有拉曼信号处理方法获得的温度精度较差，使得异常温度点位置定位精度较低的技术问题，本专利技术提供了一种分布式光纤测温方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式光纤测温方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)获得反斯托克斯曲线和斯托克斯曲线/n使脉冲光经耦合器(3)进入光纤(4)，在光纤(4)内发生拉曼散射，产生的后向拉曼散射光经波分复用器(6)将斯托克斯光和反斯托克斯光分开，然后进入光电转换模块(7)，采样得到斯托克斯曲线

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤测温方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获得反斯托克斯曲线和斯托克斯曲线
使脉冲光经耦合器(3)进入光纤(4)，在光纤(4)内发生拉曼散射，产生的后向拉曼散射光经波分复用器(6)将斯托克斯光和反斯托克斯光分开，然后进入光电转换模块(7)，采样得到斯托克斯曲线和反斯托克斯曲线
其中：N为采样点，N＝0,1，2……；
I为斯托克斯曲线的强度，L为反斯托克斯曲线的强度；
2)计算斯托克斯曲线的有效波形和反斯托克斯曲线的有效波形
2.1)在斯托克斯曲线与反斯托克斯曲线末端均选取T个采样点，对采样点对应的强度求平均值，得到斯托克斯曲线的基底BS和反斯托克斯曲线的基底BAS；其中，80＜T＜120；
2.2)根据斯托克斯曲线和斯托克斯曲线的基底BS，得到斯托克斯曲线的有效波形为：
以及根据反斯托克斯曲线为和反斯托克斯曲线的基底BAS，得到反斯托克斯曲线的有效波形为：
3)获得斯托克斯和反斯托克斯的特征波形
选取斯托克斯曲线有效波形与反斯托克斯曲线有效波形的起点坐标和终点坐标；其中，对前半段波形幅值求最大值得到起点坐标；对后半段波形幅值求最大值得到终点坐标；
记斯托克斯曲线的特征波形起点和终点分别为(Sm，Im)、(Se，Ie)，则起点(Sm，Im)和终点(Se，Ie)之间的波形为斯托克斯特征波形为εS；
记反斯托克斯曲线的特征波形起点和终点为((AS)m，Lm)、((AS)e，Le)则起点((AS)m，Lm)和终点((AS)e，Le)之间的波形为反斯托克斯特征波形为εAS；
4)运用插值算法消除散射现象
根据斯托克斯特征波形εS确定斯托克斯波形采样点数NS，以及根据反斯托克斯特征波形为εAS确定反斯托克斯波形采样点数NAS；对反斯托克斯特征波形εAS进行插值运算，使反斯托克斯特征波形采样点数与斯托克斯波形采样点数相同，得到消除散射现象后的反斯托克斯波形θAS；
5)获取强度比值
消除散射现象后的反斯托克斯波形θAS与斯托克斯波形εS的比值μ(N)表示：



6)求损耗系数
6.1)将首端长度为H的光纤(4)放置到恒温槽(5)中，得到μ(0)与μ(H-1)；其中，恒温槽(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文松，周航，
申请(专利权)人：西安和其光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61