一种分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法技术方案

本发明专利技术公开一种分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法，该方法考虑了两种拉曼散射光分量的衰减差随温度的变化导致的温度测量误差，在拉曼散射光功率比表达式中的衰减系数项中加入温度相关的补偿因子，并给出补偿后的待测温度表达式以及获取温度补偿因子的表达式的方法，从而消除温度相关的两拉曼散射光分量的衰减差导致的测量误差，使解调出的温度曲线与实际情况更加相符，提高了分布式光纤温度传感系统的测温精度和可靠性。传感系统的测温精度和可靠性。传感系统的测温精度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感领域，具体涉及一种分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法。

技术介绍

[0002]光纤传感器有固有体积小、重量轻、抗电磁干扰、传感距离长等特性，因此成为一些复杂应用环境中不可替代的温度传感解决方案。其中，分布式光纤温度传感系统能够提供连续的时空温度分布信息，被广泛应用于大型基础设施结构安全监测，油气开采和火灾探测等诸多领域，是当前最广泛应用的光纤温度传感技术之一。
[0003]分布式光纤温度传感系统的探测原理主要基于光纤中后向散射光的探测，包括瑞利散射，布里渊散射和拉曼散射三种，温度的变化导致散射光特性的改变，由此得到测量环境的温度分布。其中，拉曼散射过程只对温度变化敏感，因此基于拉曼散射的分布式光纤温度传感技术（RDTS）是其中最知名和成熟的技术。
[0004]RDTS的工作原理一般采用高能激光脉冲耦合进光纤，随着激光脉冲在光纤中传输，同时产生了前向和后向的散射光。拉曼的散射光中包含高频分量Anti
‑
Stokes光和低频分量Sto本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法，其特征在于，该方法包括：S1：在分布式光纤温度传感系统连接的传感光纤上确定两特定位置L
s
和L
c
，L
c
位于L
s
位置后远离DTS设备的一段光纤上；S2：将整个所述传感光纤置于预校准温度T0下，获得Anti
‑
Stokes光和Stokes光沿传感光纤的信号强度，计算两者比值R(L,T0)；取L
c
位置的拉曼散射光信号强度比R(L
c
,T0)和L
s
位置处的拉曼散射光信号强度比R(L
s
,T0)，计算比值R(L
c
,T0)/R(L
s
,T0)的数值；并根据Anti
‑
Stokes和Stokes光沿传感光纤的信号强度的衰减，求得衰减系数的值；S3：将L
s
前的光纤仍置于预校准温度T0下，L
s
后的光纤先后置于多个不同温度T
c
下，由测量得到的Stokes光和Anti
‑
Stokes光信号强度计算得到L
c
位置处的拉曼散射光信号强度比R
c
(L
c
,T
c
)，而后计算得到T
c
温度下的温度补偿因子C(T
c
)的值；S4：对不同T
c
温度下的温度补偿因子C(T
c
)的值进行拟合，得到温度补偿因子C(T)的表达式；S5：将整个所述传感光纤置于待测温度T下，获得待测温度T下的Anti
‑
Stokes光和Stokes光的信号强度，求得两者比值R(L,T)；将S4得到的温度补偿因子C(T)的表达式加入拉曼散射光功率比表达式的指数衰减差项中，获得拉曼散射光功率比的新数学模型，使用新数学模型求解得到衰减差补偿后的待测温度。2.根据权利要求1所述的分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法，其特征在于，所述S3中T
c
温度下的温度补偿因子C(T
c
) 的数值求解表达式为；其中， h为普朗克常量，K为玻尔兹曼常数；Δν为拉曼频移。3.根据权利要求2所述的分布式光纤温度传感系统的衰减差补偿方法，其特征在于，所述S3中，改变L
c
的位置，获得同一温度下不同位置处的拉曼散射光信号强度比，代入C(T
c
)的数值求解表达式，得到同一温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：介瑞敏，刘波，刘旭，肖春，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：