為了提高基于拉曼散射分布式光纖溫度傳感器的測量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,提出了一種自動(dòng)補(bǔ)償光纖損耗、光纖色散和系統(tǒng)波動(dòng)的溫度解調(diào)方法,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過采樣值對(duì)Stokes和Anti-Stokes散射光的損耗系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算,并對(duì)二者的差異進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,彌補(bǔ)了溫度測溫準(zhǔn)確度隨光纖長度增加而下降的缺點(diǎn)。采用linear插值算法對(duì)因光纖色散效應(yīng)導(dǎo)致Stokes和Anti-Stokes背向散射光信號(hào)的錯(cuò)位進(jìn)行修正,消除了升溫處兩側(cè)因色散導(dǎo)致的溫度異常點(diǎn),提高了溫度測量準(zhǔn)確度。最后根據(jù)采樣值和環(huán)境溫度值對(duì)系統(tǒng)的波動(dòng)性進(jìn)行修正,減小了溫度解調(diào)值波動(dòng)范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過修正后的系統(tǒng)在8km處溫度的測量誤差范圍從-2.72%～7.24%縮小為-0.34%～1.04%,整條光纖的溫度波動(dòng)性從-0.0128～1.6181℃下降為-0.8991～0.6476℃。

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【部分圖文】：

圖2不同插值算法對(duì)色散偏移補(bǔ)償對(duì)比圖

將采集卡獲取的Stokes和Anti-Stokes光信號(hào)?s和?a的采樣點(diǎn)數(shù)記為Ns和Na，并映射到長度為L的光纖上，這樣就能使兩束光信號(hào)的總長度相等。兩束光信號(hào)在光纖上對(duì)應(yīng)的散射點(diǎn)的位置分別為（L/Ns,2L/Ns，…，L）和（L/Na,2L/Na，…，L）。對(duì)L/Na,2L/....

圖3Linear插值算法流程圖

圖2不同插值算法對(duì)色散偏移補(bǔ)償對(duì)比圖2.4系統(tǒng)波動(dòng)修正算法

圖4分布式光纖測溫裝置

通過上述方案搭建DTS樣機(jī)和測試平臺(tái)，對(duì)8km長的光纖拉曼信號(hào)進(jìn)行采集和分析，并對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。DTS系統(tǒng)在電力電纜、管廊/電力隧道、電纜溝場景中對(duì)溫度的測量范圍為-40～120℃，且對(duì)測溫距離和空間分辨率都有很高的要求，因此選用長飛900-ETFE-MMF類型光纖，此種光纖....

圖5拉曼散射信號(hào)

在定標(biāo)光纖的首端、光開關(guān)以及傳感光纖的尾端有明顯的反射峰，這是由于光纖和空氣的折射率不同而產(chǎn)生菲涅耳反射所致。對(duì)尾端處的反射峰進(jìn)行放大可以看出Stokes和Anti-Stokes信號(hào)有一段凸起，這是由于將此處的光纖放在恒溫槽中受熱后拉曼散射信號(hào)增強(qiáng)所致。拉曼散射信號(hào)中AntiSt....

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