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一种基于光纤布里渊散射原理的海水温度剖面测量方法，其特征是，它将直接与海水接触的压力传感光纤和屏蔽了海水压力的温度传感光纤组合在一起构成传感光缆，并由窄线宽激光器、光耦合器、脉冲发生器、光调制器、光栅滤波器、光放大器、偏振控制器、环行器、光开关、光电检测器和布里渊频移检测单元组成一个基于布里渊散射原理的测量系统的测量部分，测量时将传感光缆放入海水中，窄线宽激光器发出的光信号经光耦合器分为两路信号，一路输出光信号作为本振光，经第二偏振控制器控制本振光信号的偏振态；另一路光信号经第一偏振控制器控制光信号的偏振态，经脉冲发生器和第一光调制器调制成脉冲光，脉冲光经第一光放大器放大，由第一光栅滤波器滤除第一光放大器引入的自发热辐射噪声，再经环行器和光开关进入传感光缆中的一条传感光纤中，传感光纤中产生的自发布里渊背向散射光经环行器和第二光放大器及第二光栅滤波器，在光电检测器中与本振光实现外差检测，最后由布里渊频移检测单元采用微波扫频方法从光电检测器输出电信号中解调并求取沿传感光缆光纤长度分布的各散射点的布里渊频移信息，进而依据布里渊频移和温度、对应不同海水深度的静压力的函数关系，得到沿传感光纤长度分布的海水深度和温度分布，实现海水温度剖面的分布式测量；所述布里渊频移检测单元由微波本振源、混频器、放大器、低通滤波器、数据采集卡及计算机组成，检测时，按一定的频率间隔逐次调节微波本振源的频率从而遍历给定的频率范围，微波本振源输出的微波本振信号与光电检测器输出的布里渊频移信号在混频器中进行混频，混频后的输出信号经放大器放大和低通滤波器滤波，由数据采集卡采集数据并传输给计算机进行处理，对于沿光纤长度分布的各散射点，计算机将在一个微波扫频周期内获得的所有数据进行洛伦兹拟合，得到布里渊谱分布曲线，曲线中幅度最大点对应的频率便是该散射点的布里渊频移；所述传感光缆由双扣不锈钢软管(1)及其内部的温度传感子光缆和压力传感子光缆组成，所述温度传感子光缆由温度传感光纤(2)和套装在其外部的不锈钢套管(3)组成，所述压力传感子光缆由压力传感光纤(6)和依次套装在其外部的弹簧管(5)和不锈钢丝编织网(4)组成，所述压力传感光纤(6)表面涂覆有聚氨酯压力敏感材料层(7)。 |
