分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)性能優(yōu)化及火源定位方法研究.pdf

1、分布式光纖溫度傳感(Distributed Temperature Sensor, DTS)是一種對沿光纖方向溫度場分布進行實時連續(xù)測量的技術，被廣泛應用于倉儲、油氣管道等大型基礎工程設施的安全健康監(jiān)測中。DTS系統(tǒng)主要基于拉曼散射的溫度效應進行溫度測量，結合光時域反射(Optical Time Domain Reflectometer, OTDR)技術對光纖各點的位置實現(xiàn)定位，從而得到光纖沿線的各點的溫度信息?；馂念A警技術，作為安全健

2、康監(jiān)控技術的重要組成部分，為火災的早期發(fā)現(xiàn)提供了有力的保障，能夠有效避免火災的災難性后果。
　　論文針對DTS系統(tǒng)的性能優(yōu)化方法和基于DTS系統(tǒng)的火源定位方法進行了深入研究，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　首先，敘述了DTS系統(tǒng)中拉曼散射原理和實現(xiàn)溫度定位的OTDR技術原理，并分析比較了DTS系統(tǒng)的三種溫度解調方法。
　　其次，搭建了DTS實驗系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的性能指標;針對空間分辨率影響測溫誤差的問題，提出線性擬合

3、法將系統(tǒng)的空間分辨率從5m提高到1m，有效地減小了溫度測量誤差。使用環(huán)形結構的DTS系統(tǒng)消除了斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光的衰減系數(shù)不同的影響，針對波分復用器隔離度不足引起的拉曼散射光中含有部分瑞利噪聲的問題，通過預先標定的方法扣除瑞利噪聲來解調溫度，有效地提高了系統(tǒng)的測溫準確度。
　　最后，基于封閉空間內(nèi)的溫度場分布特點，結合傳感光纖容易布線，可長距離溫度實時測量的優(yōu)點，提出了雙光纖平行結構和垂直結構的火源定位方法。