【摘要】：隨著科技的發(fā)展，測溫技術(shù)種類也越來越豐富化。其中，分布式光纖測溫技術(shù)因其具有實(shí)時(shí)性，連續(xù)性，抗電磁干擾等特性，從1977年開始，已伴隨著光纖通信技術(shù)開始快速發(fā)展起來，目前分布式光纖傳感技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常的生產(chǎn)生活當(dāng)中。分布式光纖測溫技術(shù)主要分為分布式拉曼測溫技術(shù)及分布式布里淵測溫技術(shù)兩種，分布式布里淵測溫技術(shù)發(fā)展較晚，起始于20世紀(jì)80年代末期，目前日本，加拿大，瑞士已有公司在將其進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)用化，國內(nèi)同類產(chǎn)品較少。而分布式拉曼測溫技術(shù)因其發(fā)展較早、相比布里淵測溫技術(shù)較為簡單，因此發(fā)展較為迅速，目前國內(nèi)外均有產(chǎn)品出現(xiàn)。 目前對分布式拉曼測溫系統(tǒng)的應(yīng)用較多，對電廠、隧道、大橋、建筑大廈溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控已變的尤為重要，因此對DTS系統(tǒng)的需求也越來越大，這也就促使我們對分布式拉曼測溫系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，使其變的性價(jià)比更高。 針對分布式拉曼測溫系統(tǒng)研究主要可以分為兩種：一種是對傳感距離進(jìn)行優(yōu)化擴(kuò)展，可以通過改進(jìn)數(shù)據(jù)處理方法及改變實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)（例如：對激光器脈沖進(jìn)行編碼等方法），將傳感距離進(jìn)行有效加長，另外一種是對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行優(yōu)化，通過對激光器的優(yōu)化（脈沖激光器輸出脈沖的穩(wěn)定性）、波分復(fù)用的選擇、APD的控制等進(jìn)行優(yōu)化。 圍繞分布拉曼測系統(tǒng)，我們進(jìn)行了如下的研究： ⑴深入了解分布式拉曼測溫系統(tǒng)中拉曼散射光產(chǎn)生及測溫原理，比較各種解調(diào)方式對拉曼測溫系統(tǒng)的影響. ⑵通過對脈沖激光器的分析，選擇最為穩(wěn)定的激光器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以減小脈沖寬度變化對后續(xù)數(shù)據(jù)處理的影響。 ⑶對APD進(jìn)行深入了解，分析其產(chǎn)生噪聲的各個(gè)因素，以及APD增益與外界溫度、偏壓、入射功率等之間的關(guān)系。 ⑷進(jìn)行了APD處于蓋革模式下可行性的分析，同時(shí)設(shè)計(jì)了APD溫度偏壓系統(tǒng)，保證APD可以穩(wěn)定工作在蓋革模式下。 ⑸對APD溫度偏壓控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，同時(shí)設(shè)計(jì)了雙層控溫系統(tǒng)，保證了APD兩端溫度變化控制在0.02℃以內(nèi)。
【圖文】：

傳感介質(zhì)而言，從 1977 年至今，也已經(jīng)快速發(fā)展起來，光纖統(tǒng)[2]、準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng)[3-6]，分布式傳感系統(tǒng)[7-12]三種。就測可測量溫度，還可測量壓力、應(yīng)變、速度、振動(dòng)等多種參量點(diǎn)的信息測量，此時(shí)信息的測量靠的是微型傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量；準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng)即多點(diǎn)式的傳感，一根光，通過對各個(gè)傳感器的信息反饋分析，可以得到光纖沿線各個(gè)式傳感系統(tǒng)而言可以更好的掌握光纖沿線的信息測量，缺點(diǎn)叉敏感問題，，且無法長距離、實(shí)時(shí)獲得信息分布；分布式光纖中的傳輸特性，測量沿光纖方向的溫度、應(yīng)變、壓力等各統(tǒng)和準(zhǔn)分布式傳感系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是可遠(yuǎn)距離內(nèi)連續(xù)測量，及價(jià)比高，缺點(diǎn)是技術(shù)較為復(fù)雜，空間分辨率和被測量分辨率定的制約關(guān)系，因此遠(yuǎn)距離高精度的測量目前還在實(shí)驗(yàn)中，定的距離。圖 1-1 為分布式光纖傳感的主要應(yīng)用示意圖[13-18]

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文系統(tǒng)，利用后向布里淵散射的分布式光纖傳感系統(tǒng)，利用感系統(tǒng)。如圖 1-2 所示為后向散射光頻譜分布示意圖，其均勻介質(zhì)發(fā)生彈性散射的后向散射光，其散射光頻率不變子與非均勻介質(zhì)發(fā)生非彈性散射同時(shí)產(chǎn)生了后向頻移，因光和反斯托克光兩種成分。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2525174