[发明专利]一种分布式光纤测温装置中光开关损耗测量及标定方法

权利要求书

1.一种分布式光纤测温装置中光开关损耗测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)采集设定位置处设定温度下的斯托克斯光信号及反斯托克斯光信号；所述设定位置与测温起始位置的距离为l，ld，其中d为光开关在测温光纤所处位置与测温起始位置的距离；所述测温起始位置位于分布式光纤测温装置内部，且位于光开关之前，分布式光纤测温装置内部预安装定标光纤，定标光纤为测温起始位置；

2)根据步骤1)中的采集的斯托克斯光信号及反斯托克斯光信号、设定温度，利用温度解调公式，计算得到定标温度T₀下实际的斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号的比值；所述温度解调公式为：

其中，T为光纤沿线待测温度，T₀为标定位置处的定标温度，K_B为玻尔兹曼常数，h为普朗克常数，Δν为拉曼频移，V_as(T,L)为采集得到的光纤沿线待测温度下反斯托克斯光信号电压，V_s(T,L)为采集得到的光纤沿线待测温度下斯托克斯光信号电压；V_as(T₀,L)为根据标定位置L＝0及定标温度T₀下，经衰减计算得到的反斯托克斯光信号电压；V_s(T₀,L)为根据标定位置L＝0及其温度T₀下，经衰减计算得到的斯托克斯光信号电压；

3)根据定标温度T₀下斯托克斯和反斯托克斯光两条曲线比值初始值及步骤2)计算的比值，获得光纤测温装置中光开关损耗系数；

所述光开关损耗系数为步骤2)中计算得到的比值与步骤3)中的比值初始值之比。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤测温装置中光开关损耗测量方法，其特征在于，步骤3)中的定标温度T₀下的斯托克斯和反斯托克斯光两条曲线比值初始值为采用光纤衰耗系数修正后的比值初始值，修正公式为：y₁＝k₁*l+V₀(T,L)，其中y₁为修正后的斯托克斯和反斯托克斯两条曲线比值初始值，k₁为光纤衰耗系数，V₀(T,L)为测温起始位置处定标温度T₀下的斯托克斯和反斯托克斯两条曲线比值初始值。

3.根据权利要求2所述的分布式光纤测温装置中光开关损耗测量方法，其特征在于，所述光纤衰耗系数的获取方式为：

1)将测温光纤的首端和尾端分别放入恒温装置中；

2)采集测温光纤首端a位置处斯托克斯和反斯托克斯光信号，以及尾端b位置处斯托克斯和反斯托克斯光信号；

3)计算首端a位置处斯托克斯和反斯托克斯光信号的比值V_a(T,L)，以及尾端b位置处斯托克斯和反斯托克斯光信号的比值V_b(T,L)，并根据公式计算出光纤衰耗系数，其中k₁为光纤衰耗系数，L_a为测温光纤首端a位置与测温起始位置的距离，L_b为测温光纤尾端b位置与测温起始位置的距离。

4.一种分布式光纤测温装置标定方法，其特征在于，该方法为：采用权利要求1所述的方法获取光纤测温装置中光开关损耗系数，利用光开关损耗系数，对分布式光纤测温装置光开关之后的定标曲线进行修正；

利用光开关的损耗系数对温度解调公式中的定标曲线进行修正，修正公式为：y₂＝k₂*y₁，其中k₂为光开关损耗系数，y₂为校准后曲线，y₁为定标曲线