基于S編碼的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)性能提高方法的研究.pdf

1、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS)可以檢測連續(xù)空間上的溫度分布，與傳統(tǒng)的電學(xué)溫度傳感器相比，它具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、抗電磁干擾、檢測范圍大、溫度精度高等優(yōu)點(diǎn)，但是DTS系統(tǒng)中的空間分辨率與信噪比(SNR)之間存在著相互制約的關(guān)系。為了解決該問題，編碼方式被研究者引入DTS系統(tǒng)進(jìn)行信號處理。采用編碼方式不僅可以在不改變?nèi)肷涔獾拿}沖寬度和強(qiáng)度的前提下，提高系統(tǒng)的SNR，也可以使系統(tǒng)的測溫誤差較低時(shí)，降低對系統(tǒng)信號的疊加次數(shù)，從而降低測量時(shí)間，提

2、高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　針對空間分辨率和溫度精度之間相互制約的問題，提出將S編碼方式運(yùn)用到光纖折疊結(jié)構(gòu)的拉曼型DTS系統(tǒng)中。另外，為解決采用累加平均算法和小波變換法時(shí)，系統(tǒng)的測溫誤差仍然較大的問題，提出通過增加S編碼的編碼長度對系統(tǒng)信號進(jìn)行處理，這樣不僅可以降低對信號的疊加次數(shù)，而且可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)的測溫誤差。上述方法使得系統(tǒng)的疊加次數(shù)由原來的20000次降低到1000次，并使系統(tǒng)的溫度平均測量誤差由原來的1.7℃降低為0.07℃

3、。
　　針對系統(tǒng)時(shí)間分辨率較差的問題，在DTS系統(tǒng)的單尺度溫度測量中，提出將S編碼與累加平均算法相結(jié)合的方式對信號進(jìn)行降噪處理，可保證一定測溫誤差的情況下，減少系統(tǒng)的測量時(shí)間，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。針對不同的系統(tǒng)噪聲對系統(tǒng)的測量時(shí)間和測溫誤差的影響做了分析，提出了一種最優(yōu)化時(shí)間測量方法。通過研究系統(tǒng)的噪聲水平、疊加次數(shù)、測溫誤差三者之間的關(guān)系，為最優(yōu)化測量時(shí)間提供依據(jù)。仿真分析證實(shí)了此方法的有效性，在系統(tǒng)要求的測溫誤差一定，且噪聲水平