分布式光纖拉曼測溫系統

現有的基于拉曼散射原理的溫度測量儀器利用光的拉曼散射效應來測量光纖內的溫度值。溫度測量儀器發射激光信號在光纖中傳播,會反向反射回溫度測量儀器,通過反射回的信號中的斯托克斯信號及反斯托克斯信號可以確定光纖的溫度值。

分布式光纖拉曼測溫系統

光纖解調儀的工作原理

光纖溫度信號解調方法、裝置及光纖溫度解調儀,對斯托克斯信號及反斯托克斯信號對應的電流信號的波形進行調試,以消除斯托克斯信號及反斯托克斯信號的自身的差異對溫度的影響;根據調試后的斯托克斯信號及反斯托克斯信號的光通量計算溫度值,提高溫度值計算精度。

在測量光纖的溫度值時,首先發射激光信號至待測溫度的光纖中,激光信號在該光纖中傳播,由于光纖的非結晶材料在微觀空間的不均勻結構,有一小部分光會發生散射。光纖中的散射光包括瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射,其中,拉曼散射光子中的斯托克斯光子和非斯托克斯光子中攜帶的為光纖的溫度值,是影響光纖溫度分辨率的主要因素。

由于接收到的從光纖中反射回的反射信號中包括瑞利散射光子信號、布里淵散射光子信號及拉曼散射光子信號。由于瑞利散射光子信號的頻譜范圍與布里淵散射光子信號的頻譜范圍、拉曼散射光子信號的頻譜范圍不同,那么,可將接收到時域的反射信號進行傅里葉變換,得到頻域的反射信號

光纖溫度解調儀包括存儲器及處理器,存儲器可主要包括存儲程序區和存儲數據區,其中,存儲程序區可存儲操作系統、至少一個功能所需的應用程序等;存儲數據區可存儲根據使用所創建的數據等。此外,存儲器可以包括高速隨機存取存儲器,還可以包括非易失性存儲器,例如至少一個磁盤存儲器件、閃存器件、或其他易失性固態存儲器件。用于運行所述存儲器中所存儲的計算機程序以使所述光纖溫度解調儀執行光纖溫度信號解調方法或光纖溫度信號解調裝置中各模塊的功能。

分布式光纖傳感技術

在分布式光纖傳感技術中,根據光纖的后向散射類型,可以分為基于瑞利散射的分布式光纖傳感系統、基于布里淵散射的分布式光纖傳感系統和基于拉曼散射的分布式光纖傳感系統?;谌鹄⑸涞姆植际焦饫w傳感系統大多被應用于光纖的故障點檢測?;诶⑸涞姆植际焦饫w傳感技術只運用于光纖沿線的溫度監測。

分布式光纖拉曼測溫系統

分布式光纖拉曼測溫系統是利用光纖中的自發拉曼散射效應,結合光時域反射技術(Optical Time Domain Reflectometry,OTDR)實現的可用于分布式、連續式、實時測量空間溫度場分布的一種新型傳感系統。與傳統的電子溫度傳感器相比,分布式光纖拉曼測溫系統具有抗電磁干擾、耐高壓、精度高、結構簡單等優點,所以被廣泛應用于電力電纜溫度監測、結構健康監測、大壩泄漏監測等領域。 在分布式光纖拉曼測溫系統中,溫度解調方法是系統實現光線沿線溫度檢測的最
關鍵技術。目前常用的溫度解調方法是利用反斯托克斯(anti-stokes)光作為信號通道,利用斯托克斯(stokes)光作為參考通道,通過光纖的stokes拉曼散射光時域曲線解調光纖的anti-stokes拉曼散射光時域曲線,解調光纖沿線處任一點的溫度信息。

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關鍵詞:

光纖聯系

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