專利名稱：采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分布式光纖拉曼溫度傳感器，特別是采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
分布光纖溫度傳感器系統(tǒng)是一種用于實(shí)時(shí)測量空間溫度場分布的傳感器系統(tǒng)，在系統(tǒng)中光纖既是傳輸媒體也是傳感媒體。分布式光纖拉曼溫度傳感器利用光纖的喇曼光譜效應(yīng)，光纖所處空間各點(diǎn)溫度場調(diào)制了光纖中傳輸?shù)墓廨d波，經(jīng)解調(diào)后，將空間溫度場的信息實(shí)時(shí)顯示出來。它是一個(gè)特殊的光纖通信系統(tǒng)；利用光纖的光時(shí)域的反射(Optical timedomain reflection簡稱OTDR)技術(shù)，由光纖中光的傳播速度和背向光回波的時(shí)間，對(duì)所測溫度點(diǎn)定位，它又是一個(gè)典型的光纖激光溫度雷達(dá)系統(tǒng)。分布式光纖拉曼溫度傳感器可以在線實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)現(xiàn)場的溫度和溫度変化的取向，光纖傳輸光信號(hào)并不通電，因此具有很強(qiáng)的抗電磁干擾性能，是一種本質(zhì)安全型的線型感溫探測器，已在電力工業(yè)、石化企業(yè)、大型土木工程和在線災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域成功地應(yīng)用。典型的分布式光纖拉曼溫度傳感器一般采用激光單脈沖作為泵浦信號(hào)，用反斯托克斯拉曼散射光作為測量溫度信號(hào)通道，斯托克斯拉曼散射光作為測量溫度參考通道。由于喇曼散射光強(qiáng)度很弱，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)往往淹沒在各種噪聲中，信噪比很差，而信噪比的大小是決定系統(tǒng)測溫精度或測量距離的最重更因素，為了提高信噪比，一種辦法是盡量提高泵浦脈沖激光的峰值功率，但泵浦脈沖激光的峰值功率超過光纖的非線性閥值時(shí)拉曼散射光會(huì)產(chǎn)生非線性效應(yīng)而無法進(jìn)行有效溫度解調(diào)。另一種辦法是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次取樣平均，但對(duì)于長距離系統(tǒng)需要花費(fèi)大量的時(shí)間，從而降低了測溫的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力。序列脈沖脈編碼解碼技術(shù)(如Simplex codes, Golay codes等)雖然在相同泵浦脈沖激光峰值功率下，能比單脈沖技術(shù)獲得更好的信噪比(信噪比改善為+，N為碼長)，但由于序列編碼脈沖單元的連續(xù)性，使得光纖非線性閥值較單脈沖大大降低，例如，對(duì)于單模光纖而言，序列編碼脈沖的非線性閥值功率小于1W，而IOns單脈沖系統(tǒng)光纖非線性閥值功率約為5W，因此，如果泵浦脈沖激光峰值功率都處于光纖非線性閥值，采用序列編碼解碼技術(shù)的系統(tǒng)比采用單脈沖技術(shù)的系統(tǒng)在信噪比上實(shí)際并沒有獲得多大的改善。單模光纖因傳輸損耗低，更適用于長距離的分布光纖溫度傳感系統(tǒng)，但單模光纖因彎曲損耗較大，在實(shí)際工程應(yīng)用中會(huì)對(duì)溫度檢測造成影響。對(duì)于彎曲損耗的影響，一般的方法是采用斯托克斯參考通道對(duì)反斯托克斯信號(hào)通道進(jìn)行溫度解調(diào)來抵消，但由于斯托克期通道光波長較長，在單模光纖中彎曲損耗比反斯托克斯信號(hào)強(qiáng)得多(對(duì)于1550nm系統(tǒng)約為5倍)，因此采用斯托克斯參考通道無法有效抵消光纖彎曲損耗的影響。此外，由于斯托克期通道的光纖非線性閥值功率比反斯托克斯通道低很多，因此采用斯托克斯參考通道的系統(tǒng)的輸入激光泵浦峰值功率主要受限于斯托克斯參考通道的非線性閥值功率，而輸入的激光泵浦峰值功率越低，就意味著系統(tǒng)的信噪比越低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，以提高系統(tǒng)的信噪比，獲得更高的測量精度和更遠(yuǎn)的測量距離。本發(fā)明的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，包括脈沖光纖激光器，聲光調(diào)制器，具有四個(gè)端口的集成型光纖波分復(fù)用器，兩個(gè)光電接收放大模塊，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器，光纖溫度取樣環(huán)，本征型測溫光纖，數(shù)字式溫度探測器和PC機(jī),脈沖光纖激光器的輸出端與聲光調(diào)制器的一個(gè)輸入端相連,聲光調(diào)制器的輸出端與集成型光纖波分復(fù)用器的輸入端口相連，集成型光纖波分復(fù)用器的第一輸出端口與光纖溫度取樣環(huán)的一端相連，光纖溫度取樣環(huán)的另一端與本征型測溫光纖相連，集成型光纖波分復(fù)用器的第二和第三輸出端口分別與第一和第二光電接收放大模塊的輸入端相連，第 一和第二光電接收放大模塊的輸出端分別與編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器的兩個(gè)輸入端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器的第三個(gè)輸入端與數(shù)字式溫度探測器的輸出端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器的一個(gè)輸出端與脈沖光纖激光器的輸入端連接，另一輸出端與聲光調(diào)制器的另一個(gè)輸入端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)據(jù)傳輸端與PC機(jī)相連。為了保證光纖溫度取樣環(huán)溫度定標(biāo)的準(zhǔn)確性，可將光纖溫度取樣環(huán)和數(shù)字式溫度探測器緊挨置于同一個(gè)隔熱的容器內(nèi)。本發(fā)明中，所述的脈沖光纖激光器的中心波長為1550nm，光譜寬度<5nm，激光的單位脈沖寬度<15ns，脈沖峰值功率大于10W。脈沖光纖激光器由編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的固定頻率的連續(xù)方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)，輸出固定間隔、固定脈寬(例如IOns)的脈沖光信號(hào)。本發(fā)明中，所述的聲光調(diào)制器的中心波長為1550nm,光譜光譜寬度<5nm, 1550nm損耗小于3dB，響應(yīng)時(shí)間小于50ns。該聲光調(diào)制器由編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的編碼信號(hào)控制，對(duì)輸入的光脈沖進(jìn)行編碼，當(dāng)編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的編碼信號(hào)為高電平時(shí)，聲光調(diào)制器讓輸入的光脈沖信號(hào)通過，反之，當(dāng)編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的編碼信號(hào)為低電平時(shí)，不放過光脈沖，從而起到編碼的作用。本發(fā)明中，所述的集成型光纖波分復(fù)用器由光纖雙向耦合器、光纖平行光路、反斯托克斯拉曼散射光寬帶濾光片和瑞利散射光寬帶濾光片集成，具有4個(gè)端口，1550nm聲光調(diào)制器通過光纖雙向耦合器，由第一輸出端口經(jīng)光纖溫度取樣環(huán)和本征型測溫光纖相連，測溫光纖的背向反斯托克斯拉曼散射和背向瑞利散射回波經(jīng)過光纖平行光路分別通過1450nm和1550nm寬帶濾光片由第二和第三輸出端口輸出。測溫光纖的背向反斯托克斯拉曼散射光通過中心波長為1450nm寬帶濾光片由第二輸出端口輸出，測溫光纖的背向瑞利散射光通過中心波長為1550nm寬帶濾光片由第三輸出端口輸出。本發(fā)明中的編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器由高速模數(shù)轉(zhuǎn)換采集器和高速數(shù)據(jù)處理器組成。本發(fā)明中的本征型測溫光纖為標(biāo)準(zhǔn)光通信用G. 652單模光纖、G. 651多模光纖或62. 5/125多模光纖，測溫光纖長度為IOOm 50km。本征型測溫光纖鋪設(shè)在測溫現(xiàn)場，測溫光纖不帶電，抗電磁干擾，耐輻射，耐腐蝕，光纖既是傳輸介質(zhì)又是傳感介質(zhì)。1550nm脈沖光纖激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)聲光調(diào)制器編碼通過集成型光纖波分復(fù)用器射入本征型測溫光纖，在本征型測溫光纖上產(chǎn)生的背向激光反斯托克斯拉曼、瑞利光子波經(jīng)集成型光纖波分復(fù)用器分朿，分別與第一、第二光電接收放大模塊連接，轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)并放大，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器中的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換采集器將接收到的兩路模擬電信號(hào)分別逐點(diǎn)采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給高速數(shù)據(jù)處理器，高速數(shù)據(jù)處理器將接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼，恢復(fù)出反應(yīng)背向反斯托克斯拉曼光和瑞利光強(qiáng)度的值，該兩值之比反應(yīng)出光纖各段的溫度信息，通過高速數(shù)據(jù)處理器解調(diào)并結(jié)合數(shù)字溫度探測器測出的取樣環(huán)溫度值進(jìn)行溫度定標(biāo)，給出本征型測溫光纖上各點(diǎn)(小段)的溫度，并利用光時(shí)域反射對(duì)感溫光纖上拉曼光子感溫火災(zāi)探測點(diǎn)定位(光纖雷達(dá)定位)，在一定時(shí)間內(nèi)得到本征型測溫光纖上各段的溫度和溫度變化量，在0° C-300° C范圍內(nèi)進(jìn)行在線溫度監(jiān)測。編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器將數(shù)據(jù)結(jié)果通過通訊接口、通訊協(xié)議傳輸給PC機(jī)，進(jìn)行圖形顯示、溫度報(bào)警控制。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器采用 一定頻率的脈沖光纖激光器作為發(fā)射源，利用聲光調(diào)制器對(duì)脈沖進(jìn)行編碼。由于相鄰激光脈沖單元間不連續(xù)，具有足夠的時(shí)間間隔，使得該系統(tǒng)的光纖非線性閥值功率和單脈沖系統(tǒng)非常接近，從而可大大提高編碼激光脈沖的峰值功率。循環(huán)編碼解碼技術(shù)的采用，又使該系統(tǒng)在不降低空間分辨下獲得了相對(duì)于單脈沖系統(tǒng)(# + 1)/2^倍(N為碼長)的信噪比改善。循環(huán)編碼解碼技術(shù)由于采用循環(huán)S矩陣進(jìn)行解碼，使系統(tǒng)的編碼解碼過程更為簡單，系統(tǒng)只需連續(xù)循環(huán)發(fā)射一行相同的編碼脈沖信號(hào)，而解碼計(jì)算的復(fù)雜度也大大降低。單模光纖因傳輸損耗低，更適用于長距離的分布光纖溫度傳感系統(tǒng)，但單模光纖因彎曲損耗較大，在實(shí)際工程應(yīng)用中會(huì)對(duì)溫度檢測造成影響。對(duì)于彎曲損耗的影響，一般的方法是采用斯托克斯參考通道對(duì)反斯托克斯信號(hào)通道進(jìn)行溫度解調(diào)來抵消，但由于斯托克期通道光波長較長，在單模光纖中彎曲損耗比反斯托克斯信號(hào)強(qiáng)得多(對(duì)于1550nm系統(tǒng)約為5倍)，因此采用斯托克斯參考通道無法有效抵消光纖彎曲損耗的影響。而瑞利散射信號(hào)的波長和反斯托克期信號(hào)的波長更接近，光纖彎曲損耗值也較接近，本發(fā)明采用瑞利通道作為溫度解調(diào)參考通道能更好地抵消光纖彎曲損耗的影響。采用瑞利通道的另一個(gè)好處是，系統(tǒng)的光纖非線性閥值功率由反斯托克斯通道決定，而反期托克斯通道的非線性閥值功率要比斯托克斯通道高很多，這樣有助于提高系統(tǒng)允許輸入的最大泵浦峰值功率，有利于進(jìn)一步提高信噪t匕，從而使系統(tǒng)能獲得更高的測量精度和更遠(yuǎn)的測量距離。


圖I是采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器的示意圖。圖2是循環(huán)脈沖編碼的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。參照?qǐng)DI，采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器脈沖光纖激光器19，聲光調(diào)制器20，具有四個(gè)端口的集成型光纖波分復(fù)用器11，兩個(gè)光電接收放大模塊12、13，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器14，光纖溫度取樣環(huán)17，本征型測溫光纖18,數(shù)字式溫度探測器16和PC機(jī)15,脈沖光纖激光器19的輸出端與聲光調(diào)制器20的一個(gè)輸入端相連，聲光調(diào)制器20的輸出端與集成型光纖波分復(fù)用器11的輸入端口相連，集成型光纖波分復(fù)用器11的第一輸出端口與光纖溫度取樣環(huán)17的一端相連,光纖溫度取樣環(huán)17的另一端與本征型測溫光纖18相連，集成型光纖波分復(fù)用器11的第二和第三輸出端口分別與第一和第二光電接收放大模塊12、13的輸入端相連，第一和第二光電接收放大模塊12、13的輸出端分別與編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器14的兩個(gè)輸入端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器14的第三個(gè)輸入端與數(shù)字式溫度探測器16的輸出端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器14的一個(gè)輸出端與脈沖光纖激光器19的輸入端連接,另一輸出端與聲光調(diào)制器20的另一個(gè)輸入端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器14的數(shù)據(jù)傳輸端與PC機(jī)15相連。
上述的脈沖光纖激光器的中心波長為1550nm，光譜寬度<5nm，激光的單位脈沖寬度<15ns，脈沖峰值功率大于10W。脈沖光纖激光器由編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的固定頻率的連續(xù)方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)，輸出固定頻率、固定間隔、固定脈寬(例如IOns)的脈沖光信號(hào)。驅(qū)動(dòng)頻率的大小取決于系統(tǒng)測溫光纖的長度和編碼長度，例如，對(duì)于30公里的測溫光纖和83位編碼的系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)頻率為250kHz。光脈沖的寬度取決于所需的空間分辨率，對(duì)應(yīng)Im的空間分辨率，所需的光脈沖半寬度大約為10ns。上述的聲光調(diào)制器中心波長為1550nm,光譜光譜寬度<5nm, 1550nm處損耗小于3dB，響應(yīng)速度小于50ns。該聲光調(diào)制器由編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的編碼信號(hào)控制，對(duì)輸入的光脈沖進(jìn)行編碼。當(dāng)編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的編碼信號(hào)為高電平時(shí)，聲光調(diào)制器讓輸入的光脈沖信號(hào)通過，反之，當(dāng)編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器送出的編碼信號(hào)為低電平時(shí)，不放過光脈沖，從而起到編碼的作用。系統(tǒng)的信噪比改善程度由公式 (iV+ 1)/2^決定,N為編碼位數(shù)，編碼位數(shù)越高，信噪比改善程度越好。集成型光纖波分復(fù)用器由光纖雙向耦合器、光纖平行光路、1450nm反斯托克斯拉曼散射光寬帶濾光片和1550nm瑞利散射光濾光片集成，具有四個(gè)端口，其中一個(gè)1550nm輸入端口，三個(gè)輸出端口 1550nm(第一輸出端口)，1450nm(第二輸出端口)和1550nm(第三輸出端口)。聲光調(diào)制器輸出的編碼光脈沖通過光纖雙向I禹合器，由第一輸出端口經(jīng)光纖溫度取樣環(huán)與長程測溫光纖相連，測溫光纖的反斯托克斯拉曼散射回波和瑞利散射回波經(jīng)過光纖平行光路分別通過1450nm和1550nm寬帶濾光片由第二和第三輸出端口輸出。1450nm反斯托克斯拉曼散射光寬帶濾光片的中心波長為1450nm，光譜帶寬為36nm，通帶波紋〈O. 3dB，插入損耗〈O. 3dB，對(duì)1550nm光的隔離度>35dB。1550nm瑞利散射光寬帶濾光片的中心波長為1550nm，光譜帶寬為5nm，通帶波紋〈O. 3dB,插入損耗〈O. 3dB。本發(fā)明中的第一、第二光纖光電接收放大模塊12，13，分別由光纖連接的低噪音InGaAs光電雪崩二極管、低噪音AD8015前置放大器以及由AD8129和AD8361構(gòu)成的可調(diào)增益主放大器構(gòu)成。本發(fā)明中的編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器采用嵌入式設(shè)計(jì)，可采用以德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的ADS62P49采集芯片為核心的高速采集器和以美國模擬器件公司(AD)生產(chǎn)的ADSP-BF561芯片為核心的高速數(shù)字處理器組成的編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器。
本發(fā)明中的數(shù)字式溫度探測器可用18B20數(shù)字式溫度探測器。本發(fā)明中的本征型測溫光纖可用標(biāo)準(zhǔn)光通信用G. 652單模光纖、G. 651多模光纖或62. 5/125多模光纖，測溫光纖長度為IOOm 50km。本發(fā)明中的光纖溫度取樣環(huán)采用50米標(biāo)準(zhǔn)光通信用G. 652單模光纖、G. 651多模光纖或62. 5/125多模光纖繞成多圈小環(huán)形成。采用循環(huán)脈沖編碼解碼 和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器的編碼解碼原理循環(huán)編碼的基本原理是循環(huán)向測溫光纖發(fā)送一行N位的二進(jìn)制編碼光脈沖信號(hào)，N位編碼光脈沖信號(hào)的循環(huán)周期應(yīng)等于或大于(會(huì)增加測量時(shí)間)光信號(hào)在測溫光纖來回所需的時(shí)間，這樣整個(gè)測溫光纖充滿了光脈沖信號(hào)，系統(tǒng)測到的散射信號(hào)時(shí)域曲線呈交替重疊現(xiàn)象，由于N位編碼光脈沖信號(hào)均勻分布在循環(huán)周期內(nèi)，相鄰碼位的光脈沖有足夠大的間隔時(shí)間，有效提高了測溫光纖的非線性閥值功率，使系統(tǒng)可采用大峰值功率脈沖激光器，獲得更好的信噪比。圖2為7位的循環(huán)編碼工作原理圖，其發(fā)送的二進(jìn)制碼為P= {0 I110 10}。假設(shè)一個(gè)N位的二進(jìn)制編碼模式P= {P0. . . PN_J，Pj=O, I, j=0, ，N-I，將采集到的背向散射曲線分割成N個(gè)區(qū)間，以對(duì)應(yīng)N位的編碼模式，每個(gè)區(qū)間的起始時(shí)刻位置和對(duì)應(yīng)碼位的光脈沖發(fā)射時(shí)刻相一至，并且N位編碼光脈沖循環(huán)發(fā)射。設(shè)背向散射信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)為L，H為每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)，則L = HXN。設(shè)i =0，...，H-1，Yi, Xi為兩個(gè)N行I列的矩陣，并且
權(quán)利要求
1.采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，其特征是包括脈沖光纖激光器(19)，聲光調(diào)制器(20)，具有四個(gè)端口的集成型光纖波分復(fù)用器(11)，兩個(gè)光電接收放大模塊(12、13)，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器(14)，光纖溫度取樣環(huán)(17)，本征型測溫光纖(18)，數(shù)字式溫度探測器(16)和PC機(jī)(15)，脈沖光纖激光器(19)的輸出端與聲光調(diào)制器(20)的一個(gè)輸入端相連,聲光調(diào)制器(20)的輸出端與集成型光纖波分復(fù)用器(11)的輸入端口相連，集成型光纖波分復(fù)用器(11)的第一輸出端口與光纖溫度取樣環(huán)(17)的一端相連，光纖溫度取樣環(huán)(17)的另一端與本征型測溫光纖(18)相連，集成型光纖波分復(fù)用器(11)的第二和第三輸出端口分別與第一和第二光電接收放大模塊(12、13)的輸入端相連，第一和第二光電接收放大模塊(12、13)的輸出端分別與編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器(14)的兩個(gè)輸入端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器(14)的第三個(gè)輸入端與數(shù)字式溫度探測器(16)的輸出端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器(14)的一個(gè)輸出端與脈沖光纖激光器(19)的輸入端連接，另一輸出端與聲光調(diào)制器(20)的另一個(gè)輸入端相連，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器(14)的數(shù)據(jù)傳輸端與PC機(jī)(15)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，其特征是脈沖光纖激光器(19)的中心波長為1550nm，光譜寬度<5nm，激光的單位脈沖寬度<15ns，脈沖光纖激光器(19)由編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器(14)送出的固定頻率的連續(xù)方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)，輸出固定間隔、固定脈寬的脈沖光信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，其特征是光纖溫度取樣環(huán)(17)和數(shù)字式溫度探測器(16)緊挨置于同一個(gè)隔熱的容器內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，其特征是本征型測溫光纖(18)為G. 652單模光纖、G. 651多模光纖或62. 5/125多模光纖。
全文摘要
本發(fā)明公開的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調(diào)的分布式光纖拉曼溫度傳感器，包括脈沖光纖激光器，聲光調(diào)制器，具有四個(gè)端口的集成型光纖波分復(fù)用器，兩個(gè)光電接收放大模塊，編碼解碼解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器，光纖溫度取樣環(huán)，本征型測溫光纖，數(shù)字式溫度探測器和PC機(jī)。該傳感器基于循環(huán)矩陣轉(zhuǎn)換對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼，利用光纖拉曼光強(qiáng)度受溫度調(diào)制的效應(yīng)和光時(shí)域反射原理進(jìn)行光纖在線定位測溫。使用循環(huán)激光脈沖編碼解碼和用瑞利通道作為溫度解調(diào)參考通道，極大地改善了系統(tǒng)的信噪比，提高系統(tǒng)的測量精度和測量距離。
文檔編號(hào)G01K11/32GK102706475SQ20121017037
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者余向東, 劉紅林, 張?jiān)谛? 張文生, 李德和, 王劍鋒, 金尚忠 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院