專利名稱：一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調的分布式光纖拉曼溫度傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型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的分布式光纖拉曼溫度傳感器，屬于光纖傳感技術領域。
背景技術：
分布光纖溫度傳感器系統(tǒng)是一種用于實時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，光纖所處空間各點溫度場調制了光纖中傳輸的光載波，經解調后，將空間溫度場的信息實時顯示出來。它是一個特殊的光纖通信系統(tǒng)；利用光纖的光時域的反射(Optical timedomain reflection簡稱OTDR)技術，由光纖中光的傳播速度和背向光回波的時間，對所測
溫度點定位，它又是一個典型的光纖激光溫度雷達系統(tǒng)。分布式光纖拉曼溫度傳感器可以在線實時預報現場的溫度和溫度変化的取向，光纖傳輸光信號并不通電，因此具有很強的抗電磁干擾性能，是一種本質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害監(jiān)測等領域成功地應用。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，用反斯托克斯拉曼散射光作為測量溫度信號通道，斯托克斯拉曼散射光作為測量溫度參考通道。由于喇曼散射光強度很弱，經光電轉換后的信號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拉曼散射光會產生非線性效應而無法進行有效溫度解調。另一種辦法是對數據進行多次取樣平均，但對于長距離系統(tǒng)需要花費大量的時間，從而降低了測溫的實時反應能力。序列脈沖脈編碼解碼技術(如Simplex codes, Golay codes等)雖然在相同泵浦脈沖激光峰值功率下，能比單脈沖技術獲得更好的信噪比(信噪比改善為巧+1)/2#，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的系統(tǒng)比采用單脈沖技術的系統(tǒng)在信噪比上實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，在實際工程應用中會對溫度檢測造成影響。對于彎曲損耗的影響，一般的方法是采用斯托克斯參考通道對反斯托克斯信號通道進行溫度解調來抵消，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強得多(對于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)明內容本實用新型的目的是提供一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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的測量距離。本實用新型的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調的分布式光纖拉曼溫度傳感器，包括脈沖光纖激光器，聲光調制器，具有四個端口的集成型光纖波分復用器，兩個光電接收放大模塊，編碼解碼解調數字信號處理器，光纖溫度取樣環(huán)，本征型測溫光纖，數字式溫度探測器和PC機，脈沖光纖激光器的輸出端與聲光調制器的一個輸入端相連，聲光調制器的輸出端與集成型光纖波分復用器的輸入端口相連，集成型光纖波分復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數字信號處理器的兩個輸
入端相連，編碼解碼解調數字信號處理器的第三個輸入端與數字式溫度探測器的輸出端相連，編碼解碼解調數字信號處理器的一個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制器的另一個輸入端相連，編碼解碼解調數字信號處理器的數據傳輸端與PC機相連。為了保證光纖溫度取樣環(huán)溫度定標的準確性，可將光纖溫度取樣環(huán)和數字式溫度探測器緊挨置于同一個隔熱的容器內。本實用新型中，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數字信號處理器送出的固定頻率的連續(xù)方波信號驅動，輸出固定間隔、固定脈寬(例如IOns)的脈沖光信號。本實用新型中，所述的聲光調制器的中心波長為1550nm,光譜光譜寬度<5nm,1550nm損耗小于3dB，響應時間小于50ns。該聲光調制器由編碼解碼解調數字信號處理器送出的編碼信號控制，對輸入的光脈沖進行編碼，當編碼解碼解調數字信號處理器送出的編碼信號為高電平時，聲光調制器讓輸入的光脈沖信號通過，反之，當編碼解碼解調數字信號處理器送出的編碼信號為低電平時，不放過光脈沖，從而起到編碼的作用。本實用新型中，所述的集成型光纖波分復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個端口，1550nm聲光調制器通過光纖雙向耦合器，由第一輸出端口經光纖溫度取樣環(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。本實用新型中的編碼解碼解調數字信號處理器由高速模數轉換采集器和高速數據處理器組成。本實用新型中的本征型測溫光纖為標準光通信用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在測溫現場，測溫光纖不帶電，抗電磁干擾，耐輻射，耐腐蝕，光纖既是傳輸介質又是傳感介質。1550nm脈沖光纖激光器發(fā)出的激光脈沖經聲光調制器編碼通過集成型光纖波分復用器射入本征型測溫光纖，在本征型測溫光纖上產生的背向激光反斯托克斯拉曼、瑞利光子波經集成型光纖波分復用器分朿，分別與第一、第二光電接收放大模塊連接，轉換成模擬電信號并放大，編碼解碼解調數字信號處理器中的高速模數轉換采集器將接收到的兩路模擬電信號分別逐點采集并轉換成數字信號送給高速數據處理器，高速數據處理器將接收到的數字信號進行解碼，恢復出反應背向反斯托克斯拉曼光和瑞利光強度的值，該兩值之比反應出光纖各段的溫度信息，通過高速數據處理器解調并結合數字溫度探測器測出的取樣環(huán)溫度值進行溫度定標，給出本征型測溫光纖上各點(小段)的溫度，并利用光時域反射對感溫光纖上拉曼光子感溫火災探測點定位(光纖雷達定位)，在一定時間內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范圍內進行在線溫度監(jiān)測。編碼解碼解調數字信號處理器將數據結果通過通訊接口、通訊協(xié)議傳輸給PC機，進行圖形顯示、溫度報警控制。本實用新型的有益效果在于本實用新型的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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，利用聲光調制器對脈沖進行編碼。由于相鄰激光脈沖單元間不連續(xù)，具有足夠的時間間隔，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)編碼解碼技術的采用，又使該系統(tǒng)在不降低空間分辨下獲得了相對于單脈沖系統(tǒng)+1)/2#倍(N為碼長)的信噪比改善。循環(huán)編碼解碼技術由于采用循環(huán)S矩陣進行解碼，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，而解碼計算的復雜度也大大降低。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，在實際工程應用中會對溫度檢測造成影響。對于彎曲損耗的影響，一般的方法是采用斯托克斯參考通道對反斯托克斯信號通道進行溫度解調來抵消，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強得多(對于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。而瑞利散射信號的波長和反斯托克期信號的波長更接近，光纖彎曲損耗值也較接近，本實用新型采用瑞利通道作為溫度解調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，有利于進一步提高信噪比，從而使系統(tǒng)能獲得更高的測量精度和更遠的測量距離。

圖I是采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型。參照圖I，采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調的分布式光纖拉曼溫度傳感器脈沖光纖激光器19，聲光調制器20，具有四個端口的集成型光纖波分復用器11，兩個光電接收放大模塊12、13，編碼解碼解調數字信號處理器14，光纖溫度取樣環(huán)17，本征型測溫光纖18,數字式溫度探測器16和PC機15,脈沖光纖激光器19的輸出端與聲光調制器20的一個輸入端相連，聲光調制器20的輸出端與集成型光纖波分復用器11的輸入端口相連，集成型光纖波分復用器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數字信號處理器14的兩個輸入端相連，編碼解碼解調數字信號處理器14的第三個輸入端與數字式溫度探測器16的輸出端相連，編碼解碼解調數字信號處理器14的一個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制器20的另一個輸入端相連，編碼解碼解調數字信號處理器14的數據傳輸端與PC機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數字信號處理器送出的固定頻率的連續(xù)方波信號驅動，輸出固定頻率、固定間隔、固定脈寬(例如IOns)的脈沖光信號。驅動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，對于30公里的測溫光纖和83位編碼的系統(tǒng)，驅動頻率為250kHz。光脈沖的寬度取決于所需的空間分辨率，對應Im的空間分辨率，所需的光脈沖半寬度大約為10ns。上述的聲光調制器中心波長為1550nm,光譜光譜寬度<5nm, 1550nm處損耗小于3dB，響應速度小于50ns。該聲光調制器由編碼解碼解調數字信號處理器送出的編碼信號控制，對輸入的光脈沖進行編碼。當編碼解碼解調數字信號處理器送出的編碼信號為高電平時，聲光調制器讓輸入的光脈沖信號通過，反之，當編碼解碼解調數字信號處理器送出的編碼信號為低電平時，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，編碼位數越高，信噪比改善程度越好。集成型光纖波分復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，具有四個端口，其中一個1550nm輸入端口，三個輸出端口 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。本實用新型中的第一、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構成的可調增益主放大器構成。本實用新型中的編碼解碼解調數字信號處理器采用嵌入式設計，可采用以德州儀器公司(TI)生產的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)生產的ADSP-BF561芯片為核心的高速數字處理器組成的編碼解碼解調數字信號處理器。[0025]本實用新型中的數字式溫度探測器可用18B20數字式溫度探測器。本實用新型中的本征型測溫光纖可用標準光通信用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。本實用新型中的光纖溫度取樣環(huán)采用50米標準光通信用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位的二進制編碼光脈沖信號，N位編碼光脈沖信號的循環(huán)周期應等于或大于(會增加測量時間)光信號在測溫光纖來回
所需的時間，這樣整個測溫光纖充滿了光脈沖信號，系統(tǒng)測到的散射信號時域曲線呈交替重疊現象，由于N位編碼光脈沖信號均勻分布在循環(huán)周期內，相鄰碼位的光脈沖有足夠大的間隔時間，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)送的二進制碼為P= {O1110 10}。假設一個N位的二進制編碼模式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個區(qū)間，以對應N位的編碼模式，每個區(qū)間的起始時刻位置和對應碼位的光脈沖發(fā)射時刻相一至，并且N位編碼光脈沖循環(huán)發(fā)射。設背向散射信號的采樣點數為L，H為每個區(qū)間對應的采樣點數，則L=HXN。設i = 0，. . .，H-l，Yi, Xi為兩個N行I列的矩陣，并且
y[i + 0//]j[/+ ()//]X= y[i + j^] ,Xt = xV + JH]
y[i + (N-1)孖]」 |_x[i + (N- )Η]其中y[i+jH]表示背向散射信號第jH區(qū)間第i個采樣值，其中x[i+jH]表示需恢復的單脈沖對應背向散射信號第jH區(qū)間第i個采樣值，結合圖2可以得出如下規(guī)律
P0 PN-l - P2 P'
P PP P1 ° …3 2 X,(I)
Pn-I P、I - Ρι P、_設上式的N行N列二進制矩陣為S，該矩陣為以Ptl Pn^1. . . P2 P1為首行的循環(huán)右移矩陣，從上式可見，循環(huán)編碼背向散射信號第jH區(qū)間第i個采樣值為單脈沖對應背向散射信號N個區(qū)間第i個采樣值不同程度的疊加結果。設S矩陣可逆且逆矩陣為S—1，則對循環(huán)編碼背向散射信號的解碼過程為Xi=S-1Yi(2)循環(huán)編碼的過程相對序列脈沖脈編碼解(如Simplex codes, Golay codes等)在實現上更簡單，只需循環(huán)地向測溫光纖發(fā)送Ptl P1-.. PN-2 PN-i碼即可。在相同的輸入泵浦峰值光功率和相同的重復測量次數下，循環(huán)編碼解碼技術相對于單脈沖技術的信噪比改善為[0039]SNRn = Ntl{V
i4n其中N為編碼碼長，碼長越長信噪比改善程度越高，但實現的復雜度越高。一般255位以下編碼較合適。當N取255時 SNR= 8.02采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調的分布式光纖拉曼溫度傳感器的測溫原理I.光纖光時域反射(OTDR)原理當激光脈沖在光纖中傳輸時，由于光纖中存在折射率的微觀 不均勻性，會產生瑞利散射，在時域里，入射光經背向散射返回到光纖入射端所需的時間為t，激光脈沖在光纖中所走過的路程為2L，2L = VX t，V為光在光纖中傳播的速度，V = C/n，C為真空中的光速，η為光纖的折射率。在t時刻測量到的是離光纖入射端光纖長度為L處局域的背向瑞利散射光。用光時域反射技術，可以確定光纖處的損耗，光纖故障點、斷點的位置，對測量點進行定位，因此也可稱為光纖激光雷達。在空間域里，光纖的瑞利背向散射光子通量φ = Κκ·8 ·\'1·φ(!· exp(- 2a0l)(4)Φβ :在光纖入射端的激光脈沖的光子通量；Κκ:與光纖瑞利散射截面相關的系數；V0 :入射激光的頻率；S為光纖的背向散射因子；a ^為入射光子頻率處光纖的損耗；L為局域處離入射端的光纖長度L =(5)
In2.光纖Raman背向散射及其溫度效應在頻域里，喇曼散射光子分為斯托克斯和反斯托克斯喇曼散射光子斯托克斯喇曼散射光子Vs = ν0-Δ V(6)反斯托克斯喇曼散射光子va = Vd+Δ V (7)Λν:光纖聲子的振動頻率Λν=1· 32XlO13Hzt5在光纖L處局域的斯托克斯喇曼散射光子通量ψ5 = Ks · S ·φ￡ · exp[- ( 0 + 義)· i] · (Γ)(8)在光纖L處局域的反斯托克斯喇曼散射光子通量4 = Ka ·S · Va4 么·exp[-(αυ +aa)·L]·Ra(T)(9)Ks, Ka分別是與光纖斯托克斯和反斯托克斯喇曼散射截面有關的系數；S為光纖的背向散射因子；vs，Va分別為光纖斯托克斯和反斯托克斯喇曼散射光子頻率；α μ a s，a a分別為入射光、斯托克斯喇曼散射光、反斯托克斯喇曼散射光的光纖傳輸損耗；T為溫度；L為光纖待測局域處的長度；RS(T)，Ra(T)分別為與光纖分子低能級和高能級上的布居數有關的系數，與光纖局域處的溫度有關。Rs ⑴=[l_exp (_h Δ v/kT) ] —1(10)Ra(T) = [exp (h Δ v/kT)—I]—1(11)式中h為普朗克常數；k為波耳茲曼常數，一般解調方法是用斯托克斯喇曼散射OTDR曲線來解調反斯托克斯喇曼散射OTDR曲線，本實用新型釆用瑞利散射OTDR曲線來解調反斯托克斯喇曼散射OTDR曲線，以更好地減少光纖彎曲損耗的影響，并有效提高系統(tǒng)最大的泵浦激光峰值功率
權利要求1.一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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)，聲光調制器(20)，具有四個端口的集成型光纖波分復用器(11)，兩個光電接收放大模塊(12、13)，編碼解碼解調數字信號處理器(14)，光纖溫度取樣環(huán)(17)，本征型測溫光纖(18)，數字式溫度探測器(16)和PC機(15)，脈沖光纖激光器(19)的輸出端與聲光調制器(20)的一個輸入端相連,聲光調制器(20)的輸出端與集成型光纖波分復用器(11)的輸入端口相連，集成型光纖波分復用器(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數字信號處理器(14)的兩個輸入端相連，編碼解碼解調數字信號處理器(14)的第三個輸入端與數字式溫度探測器(16)的輸出端相連，編碼解碼解調數字信號處理器(14)的一個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制器(20)的另一個輸入端相連，編碼解碼解調數字信號處理器(14)的數據傳輸端與PC機(15)相連。
2.根據權利要求I所述的一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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)由編碼解碼解調數字信號處理器(14)送出的固定頻率的連續(xù)方波信號驅動，輸出固定間隔、固定脈寬的脈沖光信號。
3.根據權利要求I所述的一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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)和數字式溫度探測器(16)緊挨置于同一個隔熱的容器內。
4.根據權利要求I所述的一種采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調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。
專利摘要本實用新型公開的采用循環(huán)脈沖編碼解碼和瑞利解調的分布式光纖拉曼溫度傳感器，包括脈沖光纖激光器，聲光調制器，具有四個端口的集成型光纖波分復用器，兩個光電接收放大模塊，編碼解碼解調數字信號處理器，光纖溫度取樣環(huán)，本征型測溫光纖，數字式溫度探測器和PC機。該傳感器基于循環(huán)S矩陣轉換對信號進行編碼和解碼，利用光纖拉曼光強度受溫度調制的效應和光時域反射原理進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G01K11/32GK202582784SQ20122024637
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者余向東, 金尚忠, 張在宣, 李德和, 王劍鋒, 張文生, 劉紅林 申請人:中國計量學院