【摘要】：伴隨著分布式光纖測溫系統(tǒng)(Distributed optical fiber temperature sensing system,簡稱DTS)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,從以往的應(yīng)用于隧道、公路火災(zāi)的測量,到電力電纜溫度、油氣管道泄露的測量,對于分布式光纖測溫系統(tǒng)的精度要求日益提高,而對于傳統(tǒng)的分布式光纖測溫系統(tǒng),雖然能夠達到火災(zāi)的實時探測,但是對于日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域仍然不能夠達到其技術(shù)指標。所以,為了進一步提高分布式光纖測溫系統(tǒng)的精度,我們從分布式光纖測溫系統(tǒng)的自校準以及空間特性研究方面來提高分布式光纖測溫系統(tǒng)的精度。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:(1)介紹了分布式光纖測溫系統(tǒng)的測溫原理,在傳統(tǒng)分布式光纖測溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行了自校準系統(tǒng)的設(shè)計與研制,對帶自校準的DTS系統(tǒng)的各模塊進行選型,并搭建整個系統(tǒng)。運用累加平均去噪和小波去噪算法對系統(tǒng)光功率信號進行處理,比較系統(tǒng)測溫精確度。(2)在設(shè)計了 DTS的自校準系統(tǒng)之后,在自校準模塊參考溫度的確定方面,提出了一種雙數(shù)字溫度傳感器取平均值來確定系統(tǒng)參考溫度的方法,介紹了恒溫槽內(nèi)的To測量的方法設(shè)計和檢測裝置,根據(jù)溫度測試實驗確定雙數(shù)字溫度傳感器的放置位置。由上位機控制加熱片加熱的通斷,并且讀取自校準系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字溫度傳感器T1,T2的溫度值,取其平均值作為分布式光纖測溫系統(tǒng)的參考溫度,能有效的提高參考溫度的測量準確度。(3)在DTS的自校準系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究了光功率信號的空間分布特性,進行了帶自校準的DTS長距離溫度場的測溫實驗,對10km溫度場的測溫曲線進行空間特性研究。擬合出空間場的光功率信號隨測溫長度的衰減公式,根據(jù)衰減公式對溫度場進行溫度補償,溫度場的空間分布存在的衰減經(jīng)過衰減公式對光功率信號進行補償后,系統(tǒng)的測溫精度得到明顯提高,不再受到距離的限制,能夠?qū)崿F(xiàn)長距離溫度場的精確測溫,測溫精度達到1℃。
【圖文】：

激光脈沖在光纖中傳輸時，在激光脈沖與分子結(jié)構(gòu)的作用下，會產(chǎn)生三種散射：逡逑瑞利（Ｒａｙｅｉｇｈ）散射、布里淵（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ）散射、拉曼（Ｒａｍａｎ）散射。分布式光逡逑纖傳感系統(tǒng)的設(shè)計主要是基于上述三種散射，這三種散射的光譜分布情況如下圖２．１逡逑所示。逡逑“邐琛利eW射光逡逑葙里濰敢射光＾布』丨Ｉ繩散射光逡逑邐？逡逑返回信號波長逡逑圖２．１光纖中的散射光譜分布情況逡逑基于瑞利散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)是現(xiàn)代分布式光纖測溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其突逡逑出優(yōu)點是返回的散射光強大，是三種散射里面返回的散射光最大的，能夠檢測到較逡逑７逡逑

圖２．３分布式光纖測溫系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部模塊圖逡逑主要作用是給系統(tǒng)的各個模塊供電，將２２０Ｖ的直流電。由于在系統(tǒng)測試時，，將控制板的ＡＰＤ得的斯托克斯光和反斯托克斯光的光強有較大的開后，雜波消失，考慮是控制板ＡＰＤ控溫接口不能與流電源。直流電電源簡圖如圖２．４所示，電源實物圖
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH811

【參考文獻】

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本文編號：2620371