基于布里淵光時域分析的光纖液位傳感研究.pdf

1、近年來，光纖傳感技術(shù)得到快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用于各研究領(lǐng)域。光纖本身不僅作為信號的傳輸通道，而且是傳感器的感測部分，所以對于傳感應(yīng)用廣泛。又由于光纖本身具有抗電磁干擾、抗腐蝕、高靈敏度等優(yōu)點因此對于實際工程應(yīng)用中有著更加廣闊的發(fā)展空間。布里淵光時域分析技術(shù)是分布式布里淵光纖傳感的代表，具有信噪比高、空間分辨率高、傳感距離長等一系列的優(yōu)點。本文提出了一種基于差分脈沖對-布里淵光時域分析(differential pulse-width pai

2、rBrillouin optical time domain analysis，DPP-BOTDA)技術(shù)與自加熱型高衰減光纖的液位傳感系統(tǒng)。
　　本文首先搭建了DPP-BOTDA系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有5cm的空間分辨率。對22m傳感光纖的布里淵頻移的溫度系數(shù)進行了測量，實驗得到傳感光纖布里淵頻移的溫度系數(shù)為CT=1.2MHz/℃，測量精度為0.275℃。為液位的傳感測量提供實驗基礎(chǔ)。其次，對不同加熱條件下傳感光纖的布里淵頻移特性進行了研

3、究。實驗中選取衰減系數(shù)為10dB/m和20dB/m的高衰減光纖與傳感光纖分別并列放置粘貼在一起，對高衰減光纖注入不同功率的泵浦光使其發(fā)熱，同時利用物理熱傳導(dǎo)方式對傳感光纖進行加熱，通過DPP-BOTDA系統(tǒng)得到了傳感光纖的布里淵頻移分布，利用布里淵頻移與溫度的線性關(guān)系即可獲得傳感光纖的溫度分布。最后，利用搭建的DPP-BOTDA系統(tǒng)實現(xiàn)了液位的連續(xù)測量。測量原理是通過液體和氣體對熱量擴散能力的差異，氣/液面的交界處會有溫度的突變，從而導(dǎo)