分布式光纖拉曼測(cè)溫系統(tǒng)解調(diào)方法及可靠性研究.pdf

1、分布式光纖傳感器近些年來(lái)已經(jīng)發(fā)展成為整個(gè)科技界的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在分布式光纖傳感系統(tǒng)中，光纖不但是信號(hào)傳輸?shù)拿浇椋夷茏鳛閭鞲性旧?。相比于點(diǎn)式傳感系統(tǒng)，它具有體積小、重量輕，抗電磁干擾，大帶寬、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，因此在傳感領(lǐng)域顯示出了獨(dú)特的優(yōu)越性。
　　基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)以光纖作為傳輸媒介，利用自發(fā)拉曼散射，通過(guò)高速采集卡來(lái)獲取背向拉曼散射信號(hào)。由于這種信號(hào)攜帶有溫度信息，因此將信號(hào)進(jìn)行放大和去噪后解調(diào)得到的曲線，

2、帶有溫度信息。
　　本論文以基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)解調(diào)方法和系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了深入的研究，主要的工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1.基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論研究。從經(jīng)典電磁學(xué)和量子力學(xué)兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)拉曼散射的原理進(jìn)行了闡述;分析分布式光纖拉曼測(cè)溫系統(tǒng)基于反斯托克斯光強(qiáng)度的單路解調(diào)方法、基于反斯托克光和斯托克斯光強(qiáng)度比值的雙路解調(diào)方法和基于反斯托克斯光的環(huán)路解調(diào)方法，共三種方法的解調(diào)原理;結(jié)

3、合光時(shí)域反射技術(shù)和溫度解調(diào)方法，實(shí)現(xiàn)了分布式光纖溫度的測(cè)量。
　　2.基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的模擬仿真。從參考溫度波動(dòng)、光纖彎曲、反斯托克斯光衰減三個(gè)方面對(duì)分布式光纖拉曼測(cè)溫系統(tǒng)三種解調(diào)方法的可靠性進(jìn)行理論分析和模擬仿真，分別得到了三種解調(diào)方法在參考溫度波動(dòng)1℃、光纖彎曲損耗在0.1dB-1dB和反斯托克斯光衰減在0.1dB～1dB情況下的溫度誤差曲線。
　　3.基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。包括本論

4、文使用的系統(tǒng)架構(gòu)、工作原理及主要器件的選型原則，最終確定系統(tǒng)所用關(guān)鍵器件與其性能參數(shù);使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將采集卡采集到的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器端，分類存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。我們使用C＃語(yǔ)言編寫程序，最終實(shí)現(xiàn)了溫度曲線的波形顯示;分析系統(tǒng)重要的技術(shù)指標(biāo)和各關(guān)鍵子模塊的功能。
　　4.基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的相關(guān)可靠性實(shí)驗(yàn)。人為設(shè)置使參考溫度波動(dòng)1℃、光纖彎曲損耗0.22dB、反斯托克斯光衰減0.22dB，分別測(cè)量單路、雙路和環(huán)路三種解調(diào)方