基于差分脈沖對和二階拉曼放大的光纖傳感器研究.pdf

1、分布式光纖傳感技術(shù)由于其獨特的優(yōu)點，越來越受人們的重視，并且它的實用化程度也會越來越高。長距離分布式傳感器因為其超長的測量距離和不錯的空間分辨率與溫度應(yīng)變分辨率，在很多工程領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用，而提高系統(tǒng)的性能，減少誤差成為了推進(jìn)分布式光纖傳感技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本文圍繞著布里淵光時域分析(BOTDA)系統(tǒng)，分別從提高空間分辨率和延長測量范圍兩個方面進(jìn)行了研究。首先研究了適合長距離分布式光纖傳感器的脈沖選擇，并分析了不同脈沖

2、寬度選擇對差分脈沖對方法的影響，其中關(guān)鍵因素是較短的脈沖會與聲子相互激勵，影響布里淵增益的大小;然后通過實驗實現(xiàn)了相干檢測和58ns/60ns的差分脈沖對相結(jié)合的布里淵光時域分析傳感器(BOTDA)，并進(jìn)行了熱點檢測，可以在10km的測量范圍內(nèi)達(dá)到20cm的空間分辨率。最后，針對二階拉曼放大系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬和仿真驗證，與Sonia Martin-Lopez等人的實驗結(jié)果相對比，它可以提供沿傳感光纖更均勻損耗補(bǔ)償。
　　研究結(jié)果表

3、明:第一，適合長距離光纖傳感器的差分脈沖對的選擇是38ns/40ns到58ns/60ns之間的脈沖對組合，既可以有效的避免聲子衰減的影響，又可以盡量的減少測量所需的時間。通過實驗實現(xiàn)了20cm的空間分辨率的差分脈沖BOTDA系統(tǒng)，差分脈沖方法可以有效的提高空間分辨率，不過會造成測量的時間加倍，并且對器件的測量精度和消光比等性能要求比較高。第二，利用二階拉曼放大系統(tǒng)可以在100km的測量范圍內(nèi)有效的進(jìn)行損耗補(bǔ)償，實現(xiàn)均勻的測量;利用光纖末