1 上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室,特种光纤与先进通信国际合作联合实验室,上海 200444
2 上海华谊新材料有限公司,上海 201507
光纤布拉格光栅（FBG）具有复用能力强、灵敏度高、体积小、耐腐蚀等优点,广泛应用于多种工程监测中。使用193 nm准分子激光器在标准通信单模光纤（康宁,SMF-28）上制备了高反射率FBG阵列,并对其进行了约两个月的长期退火实验研究;设计了一种光纤高温传感系统,可在400 ℃以下对环境的温度进行准分布式测量,测温误差小于0.2 ℃。
光纤光学 光纤布拉格光栅 准分布式测温 高温传感 光纤传感器 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0106001
针对分布式光纤拉曼测温系统传统的温度解调算法进行了优化, 提出了补偿光纤色散以及光纤损耗两种算法。通过重合处理补偿因反斯托克斯光与斯托克斯光信号的衰减速度不同而造成的温度解调误差; 通过色散补偿算法对斯托克斯散射信号的位置进行修正, 弥补因两束光的传播速度不同造成的测量误差, 提高了系统的测温精度和定位精度。
拉曼散射 温度解调 分布式测温 Raman scattering temperature demodulation distributed temperature measurement
喇曼散射的分布式光纤测温系统中,由于光纤色散效应,反斯托克斯光与斯托克斯光传播速度不同会引起采集信号错位,导致测量误差.本文提出了一种利用分段三次Hermite插值算法修正反斯托克斯信号,消除信号错位,降低系统测量误差的方法.该方法在1 km传感样机上进行了验证.未修正时,反斯托克斯信号与斯托克斯信号在光纤尾端错开1个点,导致升温峰前端出现－7.45%的误差,经过插值修正后,消除了信号错位,使系统的测量误差在±1.5%以内.
光纤喇曼散射 分布式测温 信号错位 误差修正 分段三次Hermite插值 Optical fiber Raman scattering Distributed temperature measurement Signal dislocation Error correction Piecewise cubic Hermite interpolation 光子学报
2015, 44(10): 1006006
重庆大学 光电工程学院 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030
基于喇曼散射和光时域反射原理, 分析后向散射光中反斯托克斯光和斯托克斯光光强比值, 研制了基于多模光纤的分布式喇曼温度传感系统.采用对低、高温段温度分别进行拟合的动态温度标定方案, 将测温精度提升至±1 ℃.分别对系统温度分辨率、测温精度、空间分辨率以及重复性进行了实验, 结果表明: 系统温度分辨率为1 ℃, 空间分辨率为1 m, 系统稳定性良好, 能够适应复杂环境变化.
喇曼散射 分布式测温 动态标定 温度分辨率 空间分辨率 Raman scattering Distributed temperature measurement Dynamic calibration Temperature resolution Spatial resolution
1 光纤光缆制备技术国家重点实验室
2 长飞光纤光缆有限公司研发中心, 武汉 430074
提出了一种利用喇曼散射原理的光纤分布式测温系统中基于迭代的高准确度温度解调算法.针对于常规的反斯托克斯斯托克斯双光路比值的温度解调算法, 该迭代算法进一步校正了光纤中双光路衰减系数差对温度敏感带来的温度测量误差, 尤其适用于中距离且温度场复杂的测温环境, 实现了高准确度的温度测量.通过理论分析确定了该迭代法的迭代格式, 测量了相应的光纤参量, 并在传感样机上编写相应的代码通过实验予以验证, 在0~90℃温度范围, 5 km测量长度输出的测温曲线符合预期的测温效果.
分布式测温 喇曼散射 衰减系数校正因子 温度解调 迭代法 Distributed temperature sensing Raman scattering Attenuation coefficient correction factor Temperature calculation Iteration technique
重庆大学 光电工程学院 光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030
温度标定是分布式光纤喇曼测温系统重要组成部分.本文设计了一种基于半导体制冷模块的多温度参考标定装置，采用了新颖的动态多段光纤温度标定方法，并通过实验验证了该标定方案的可行性与准确性.结果表明,随着外界环境温度的变化，传感光纤所处任一处的温度都能够精确解调,其温度解调结果更加准确，测量误差小于1 ℃.系统性能更加稳定，更能够适应复杂的环境变化.
分布式测温 喇曼散射 动态标定 温度解调 Distributed temperature measurement Raman scattering Dynamic calibration Temperature demodulation
