基于差分脈沖對(duì)和二階拉曼放大的光纖傳感器研究.pdf

1、分布式光纖傳感技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受人們的重視，并且它的實(shí)用化程度也會(huì)越來(lái)越高。長(zhǎng)距離分布式傳感器因?yàn)槠涑L(zhǎng)的測(cè)量距離和不錯(cuò)的空間分辨率與溫度應(yīng)變分辨率，在很多工程領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用，而提高系統(tǒng)的性能，減少誤差成為了推進(jìn)分布式光纖傳感技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本文圍繞著布里淵光時(shí)域分析(BOTDA)系統(tǒng)，分別從提高空間分辨率和延長(zhǎng)測(cè)量范圍兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。首先研究了適合長(zhǎng)距離分布式光纖傳感器的脈沖選擇，并分析了不同脈沖

2、寬度選擇對(duì)差分脈沖對(duì)方法的影響，其中關(guān)鍵因素是較短的脈沖會(huì)與聲子相互激勵(lì)，影響布里淵增益的大小;然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了相干檢測(cè)和58ns/60ns的差分脈沖對(duì)相結(jié)合的布里淵光時(shí)域分析傳感器(BOTDA)，并進(jìn)行了熱點(diǎn)檢測(cè)，可以在10km的測(cè)量范圍內(nèi)達(dá)到20cm的空間分辨率。最后，針對(duì)二階拉曼放大系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬和仿真驗(yàn)證，與Sonia Martin-Lopez等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，它可以提供沿傳感光纖更均勻損耗補(bǔ)償。
　　研究結(jié)果表

3、明:第一，適合長(zhǎng)距離光纖傳感器的差分脈沖對(duì)的選擇是38ns/40ns到58ns/60ns之間的脈沖對(duì)組合，既可以有效的避免聲子衰減的影響，又可以盡量的減少測(cè)量所需的時(shí)間。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了20cm的空間分辨率的差分脈沖BOTDA系統(tǒng)，差分脈沖方法可以有效的提高空間分辨率，不過(guò)會(huì)造成測(cè)量的時(shí)間加倍，并且對(duì)器件的測(cè)量精度和消光比等性能要求比較高。第二，利用二階拉曼放大系統(tǒng)可以在100km的測(cè)量范圍內(nèi)有效的進(jìn)行損耗補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)均勻的測(cè)量;利用光纖末