为了提高基于拉曼散射分布式光纤温度传感器的测量准确度和稳定性,提出了一种自动补偿光纤损耗、光纤色散和系统波动的温度解调方法,并进行实验验证。通过采样值对Stokes和Anti-Stokes散射光的损耗系数进行实时计算,并对二者的差异进行动态补偿,弥补了温度测温准确度随光纤长度增加而下降的缺点。采用linear插值算法对因光纤色散效应导致Stokes和Anti-Stokes背向散射光信号的错位进行修正,消除了升温处两侧因色散导致的温度异常点,提高了温度测量准确度。最后根据采样值和环境温度值对系统的波动性进行修正,减小了温度解调值波动范围。实验结果表明:经过修正后的系统在8 km处温度的测量误差范围从-2.72%~7.24%缩小为-0.34%~1.04%,整条光纤的温度波动性从-0.0128~1.6181 ℃下降为-0.8991~ 0.6476 ℃。

分布式光纤测温系统中不仅有白噪声干扰, 还有周期性噪声干扰, 而传统的采样累加平均方法仅能消除白噪声干扰。提出一种在采样累加过程中对采样周期内各点累加的方法, 判断和滤除采样周期内的周期性信号。测温实验结果表明, 通过在累加过程中设置判据消除周期性噪声, 分布式光纤测温系统的精度得到了大幅提高。