基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的分析研究

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统利用光纤作为温度的传导介质,测量沿光纤走向的连续空间的温度场分布。通过高速采集卡采集数据,并将数据进行去掉噪声干扰和累加的处理,得到准确的温度数据。这种系统的实用性是可以对光纤沿线的温度数据实时和定点监控。通过对拉曼散射所产生的斯托克斯光/反斯托克斯光与温度关系的研究,确定分布式光纤测温系统的温度测量方法,对所采集的信号利用小波变换进行去噪声和微弱信号的处理。     

光纤测温系统实时性及分辨率优化与应用

设计了基于拉曼光时域反射技术的船舶电缆分布式光纤测温系统.为了有效提高信号强度,系统硬件设计中改进了微弱光信号的探测及放大电路,并且基于FPGA+DSP高速数据处理模块来加快数据处理速度;针对拉曼反射信号信噪比低的特点,系统对采集信号采用数字累加平均与自适应阈值小波滤波相结合的去噪方法,在改善信噪比的同时缩短了测温时间.实验表明,设计系统测温距离达4 km,空间分辨率为1.5m,温度分辨率为0.1℃,系统响应时间为3.8s,满足设计要求,且综合指标优异.     

基于拉曼散射原理的分布式光纤测温系统研究

在研究拉曼散射原理及其应用技术的基础上,开发了一种分布式结构的光纤测温系统。通过对光纤的拉曼散射光谱信息进行解调处理,实现了全光纤的分布式温度检测。系统达到的温度分辨率为0.3℃,空间分辨率为3m,最大测量距离为6 000m。相关的实验室和野外试验结果表明,该系统的主要性能指标能够满足实际工程的使用要求。     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的系统设计

拉曼散射分布式光纤温度传感器是集光学，电子，计算机应用技术和微弱信号检测技术于一体的复杂系统，它可以同时获取被测温度场的空间分布状态信息和时间变化信息，本文论述了分布式光纤温度传感器的设计方法，系统组成和实验评估。     

喇曼散射分布式光纤测温系统实时性的改进

针对双路喇曼散射分布式光纤测温系统测温周期过长的缺点,在保证系统空间分辨率的前提下,提出了硬件数字累加平均技术与小波去噪相结合的信号处理方法.重点讨论了小波去噪中小波基函数的选择、小波分解层数的确定以及阈值量化处理方式的确定三项关键技术.最终采用此种信号处理方法提高了系统信噪比,并将系统测温周期降低至4s.对比实验结果表明:与硬件数字累加平均相比,小波去噪无论是在改善信噪比还是在减少测温时间方面都具有显著的优势.     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的设计

文章论述了基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统，对其信号处理技术进行了全面而深入的研究。采用光时域后向散射技术来获取温度信息，并用时域信号数字积累平均方法来提高系统的信噪比，据此建立了分布式温度传感器。     

基于FPGA的分布式拉曼光纤传感系统

提出了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的分布式拉曼光纤传感系统,实现了信号的采集、传输、处理.为了提高系统的信噪比(SNR),提出了基于FPGA的累加迭代平均滤波算法和非线性小波变换阈值去噪法.首先对放大之后的斯托克斯光和反斯托克斯光信号进行累加迭代,然后再平均,经过8000次累加迭代平均之后,系统信噪比提高了36...     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的设计

文章论述了基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统，对其信号处理技术进行了全面而深入的研究。采用光时域后向散射技术来获取温度信息，并用时域信号数字积累平均方法来提高系统的信噪比，据此建立了分布式温度传感器。     

光纤拉曼散射效应及其应用研究

测量了G652光纤和DCF光纤的背向散射光谱，在斯托克斯区观察到一级和二级拉曼背向散射光谱，在反斯托克区观察到一级拉曼背向散射光谱，首次在斯托克斯区和反斯托克区观察到ZX背向散光谱。光纤背向散射效率直接应用于光纤拉曼放大器和分布式光纤拉曼温度传感器系统。讨论了分布式光纤拉曼温度传感器系统工作原理、结构，给出了实验结果。     

温度附加损耗对分布式光纤拉曼温度传感器测温误差影响研究

基于分布式拉曼温度传感器(RDTS)的温度解调 原理,研究了光纤温度附加损耗对传感器测温结果的影响。采用一条光纤的不同位置 同时测量两个温控箱温度的实验方法,得出当光纤温度在20.0～100.0℃范围内变化时,单位长度的光纤对该段光纤位置之后的 光纤产生测温附加误差与该段光纤温度成正比以及与受温度影响的光纤长度成正比的规律 ,进而实现了对RDTS测温结果的修正。实验结果表明,2km中一段700m长的光纤在温控箱 温度控制范围内,测量温度附加误差从修正前的最大4.09℃降低到 修正后的小于0.47℃。     

基于自发Raman散射分布式光纤测温系统设计

光纤传感器是一种新发展起来的传感技术。文章介绍了基于自发Raman散射的分布式光纤测温系统的应用及其结构设计,并着重分析了在脉冲光作用下系统的测温原理,同时设计了一个新型的基于薄膜滤光片的用于Raman散射的波分复用（WDM）组件。     

Distributed temperature sensor system based on raman scattering using correlation-codes

A distributed sensor system employing spontaneous Raman scattering with use of correlation-coding techniques and a single-detector scheme is discussed and experimentally characterised. A sensing distance of up to 8 km is achieved with high spatial and temperature resolutions; use of correlation-coding significantly reduces measurement time and allows use of low-power laser sources.     

分布式光纤测温系统在电缆温度监测中应用

针对目前电力电缆安全中突出的火灾探测问题,提出了一种分布式光纤测温系统,该系统采用光时域反射技术和拉曼散射测温技术,由测温主机、测温光缆及CSM主机构成,具有极高的灵敏度和定位精度。通过光缆获得电缆表面的温度,传递到测温主机中进行数据分析,并在CSM主机上显示电缆温度状态与报警。为了证实分布式光纤测温系统的有效性,在国内某隧道对该系统进行了温度测量试验,试验结果证明,系统能准确地反应现场运行电力电缆的实际运行情况,及时发现和定位温度异常点,当电缆表面温度超过系统设置的预报警温度值时,系统会立刻输出报警信号,为电缆故障提供温度预警功能,避免电力事故发生。     

The long range distributed fiber raman photon temperatree sensor

A 31 km long range distributed optical fiber Raman photon temperature sensor （DOFRPTS） system have been developed based on temperature effect of the amplified spontaneous Raman scattering in fiber, and using fiber laser as a pumped some. The results show that temperature measuring uncertainty is±2 ℃, temperature resolution is 0.1℃, measurement time is 432 s, spatial resolution is less than 4 m.     

The long range distributed fiber raman photon temperature sensor

A 31 km long range distributed optical fiber Raman photon temperature sensor (DOFRPTS) system have been developed based on temperature effect of the amplified spontaneous Raman scattering in fiber, and using fiber laser as a pumped source. The results show that temperature measuring uncertainty is ±2 ℃, temperature resolution is 0.1 ℃, measurement time is 432 s, spatial resolution is less than 4 m.     

光纤布里渊温度和应变分布同时传感方法研究

布里渊分布型光纤温度和应变同时传感的方法主要有3种:布里渊散射谱双参量同时测量的方法、双布里渊频移同时测量的方法及联合拉曼散射和布里渊散射效应法.文章对这3种方法进行了深入的研究,阐述了实现各种方法的具体方案,并对其性能及成本进行了比较,给出了一种可实现温度和应变高精度同时测量的传感方案.     

分布式FBG的粮仓温度监测系统实验研究

提出了一种新型的粮仓温度监测系统,即利用分布式光纤布喇格光栅传感系统从整体上实现对温度的实时监测.在实验基础上,利用origin软件作出了温度与中心波长的关系图,同时与作为标准的K型热电偶测量数据进行对比,偏差曲线显示光纤布喇格光栅测得温度与标准温度接近,偏差在±0.45℃的范围内,表明本监测系统的测量准确度较高,可以满足粮仓温度监测的要求.     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.