远程分布式光纤拉曼温度传感器

摘要

本发明涉及温度传感器，具体的说是一种特别适用于环形的温度检测应用环境的远程分布式光纤拉曼温度传感器，其特征在于设有两条用于环形测温的测温光路，脉冲光纤激光器发出的信号经1×2耦合器分为两路后，分别经两条测温光路中的波分复用器进入与波分复用器相连接的传感光纤中，两根传感光纤的末端间距应小于系统空间分辨率的一半，每条光路中均设有一组分别用于接收背向拉曼反斯托克斯和斯托克斯散射信号的光电接收模块，光电接收模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接，本发明与现有技术相比，能够显著的提高测温准确度。

主权项

一种环形区域测温方法，包括工控机、光纤拉曼温度传感器，光纤拉曼温度传感器中的数据采集卡与工控机相连，数据采集卡将接收到的4路拉曼散射信号经USB总线上传至工控机，其特征在于所述光纤拉曼温度传感器包括脉冲光纤激光器、1×2耦合器、波分复用器、传感光纤、光电接收模块以及数据采集卡，脉冲光纤激光器与数据采集卡相连接，设有两条用于环形测温的测温光路，脉冲光纤激光器发出的信号经1×2耦合器分为两路后，分别经两条测温光路中的波分复用器进入与波分复用器相连接的传感光纤中，两根传感光纤的末端间距小于系统空间分辨率的二分之一，每条光路中均设有一组分别用于接收背向拉曼反斯托克斯和斯托克斯散射信号的光电接收模块，光电接收模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接，所述两条测温光路，每一条测温光路均由波分复用器、与波分复用器相连接的一组分别用于接收传感光纤中背向拉曼反斯托克斯和斯托克斯散射信号的光电接收模块，以及与波分复用器输出端相连接的传感光纤组成；所述脉冲光纤激光器，中心波长为1550nm，脉冲宽度10ns，重复频率10KHz，峰值功率20W；所述1×2耦合器，中心波长1550nm，分光比为50：50， 插入损耗<0.7dB；所述的波分复用器由中心波长1450nm的背向拉曼反斯托克斯散射光宽带滤波片、中心波长1660nm的背向拉曼斯托克斯散射光宽带滤波片和Rayleigh散射光滤波片构成；所述的数据采集卡，采样率为100MSPS，模拟输入通道数为4，ADC精度为12bits；利用脉冲光纤激光器输出的光信号经1×2耦合器分为两路输出，输出的信号分别经两条测温光路中的波分复用器进入该测温光路中的传感光纤，并同时传输各路的背向拉曼反斯托克斯和斯托克斯散射光信号，利用波分复用器和光电接收模块接收后向光信号，并将背向拉曼反斯托克斯和斯托克斯散射光信号转换为相应的反斯托克斯和斯托克斯电信号，根据反斯托克斯与斯托克斯电信号强度比与温度成正比的关系将两路传感光纤上的信号强度计算出相应两路光纤所处位置处的温度信息，最终将测得的两条温度数据曲线末端相连即组成了一条环形区域的温度数据曲线。