基于拉曼散射光动态校准的分布式光纤温度传感系统

作     者：孙苗 杨爽 汤玉泉 赵晓虎 张志荣 庄飞宇 Sun Miao;Yang Shuang;Tang Yu-Quan;Zhao Xiao-Hu;Zhang Zhi-Rong;Zhuang Fei-Yu

作者机构：合肥师范学院物理与材料工程学院合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室合肥230031 合肥师范学院电子信息系统仿真设计安徽省重点实验室合肥230601 

基　　金：安徽省高校自然科学研究重点项目(批准号:KJ2019A0722,KJ2021A0909) 光电探测科学与技术安徽高校联合重点实验室项目(批准号:2019GDTCZD01) 电子信息系统仿真设计安徽省重点实验室重点项目(批准号:2020ZDSYSZD03) 安徽省大学生创新创业训练项目(批准号:14098086) 中国科学院合肥物质科学研究院院长基金青年“火花”项目(批准号:YZJJ2020QN3,YZJJ2022QN02)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第20期

页      码：25-31页

摘      要：分布式光纤温度传感(distributed temperature sensor,DTS)系统进行温度测量时,参考光斯托克斯光强度随着温度的升高而增大,使信号光反斯托克斯光与参考光斯托克斯光强度的比值减小,测量温度小于真实温度,降低系统的测温准确度.本文提出并实验验证了一种新的动态校准法修正斯托克斯光信号,可有效减小斯托克斯光导致的测温误差,提高系统的测温准确度.该方法根据参考光纤中的实时斯托克斯光强分布,模拟出对应的整条光纤在参考温度环境中的斯托克斯光强度曲线,实现斯托克斯光的温度响应修正.实验结果表明,与传统温度解调方法相比,分布式光纤温度传感系统进行斯托克斯光动态校准后测温准确度最高提升4.3℃.与瑞利噪声抑制法联用后,测温准确度提高8.9℃.本研究为DTS系统进行高温环境温度监测提供了一种新的解决方案.

主 题 词：分布式光纤温度传感 斯托克斯散射光 校准 测温准确度 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.71.20220611

馆 藏 号：203115217...