分布式光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化.pdf

1、分布式光纖傳感技術(shù)于20世紀(jì)70年代末被提出。近幾十年來，研究了不同機(jī)理的分布式溫度測(cè)量系統(tǒng)，并在多個(gè)領(lǐng)域得以逐步應(yīng)用。目前這項(xiàng)技術(shù)已成為光纖傳感器技術(shù)中最具前途的技術(shù)之一。分布式光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)能在整條光纖的長度上，以距離的連續(xù)函數(shù)形式傳感出被測(cè)溫度隨光纖長度方向的變化。 分布式光纖溫度傳感器中的光纖既是傳輸介質(zhì)又是傳感介質(zhì)，它還具有抗電磁干擾、防燃、尺寸小、對(duì)被測(cè)溫度場的影響小等其它傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。分布式光纖溫度傳感器

2、所探測(cè)到的含有溫度信息的喇曼后向散射光十分微弱，甚至完全淹沒在噪聲中。對(duì)反斯托克斯和斯托克斯后向散射光的消除噪聲的水平直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)溫精度，因此必須采用微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)。本文對(duì)分布式光纖溫度傳感器進(jìn)行了較全面的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究，主要工作如下： （1）對(duì)光纖喇曼散射進(jìn)行分析，研究喇曼散射與光纖所處環(huán)境溫度的關(guān)系，進(jìn)一步確定實(shí)際應(yīng)用中反斯托克斯光與溫度的關(guān)系，對(duì)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)性意義。 （2）

3、從系統(tǒng)信噪比、溫度靈敏度和工作穩(wěn)定性等幾個(gè)方面綜合考慮系統(tǒng)工作的中心波長。 （3）設(shè)計(jì)了一種性能優(yōu)越的激光脈沖驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)激光脈沖的形狀、寬度進(jìn)行有效的控制，為提高分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的性能提供了保障。 （4）針對(duì)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)信號(hào)的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的各部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究。 （5）研究了系統(tǒng)的空間分辨率，得出提高空間分辨率的方法。 （6）研究了系統(tǒng)的溫度分辨率，得出提高溫度分辨率的方法。 （7）