[发明专利]基于反斯托克斯光自解调的高精度光纤拉曼温度检测方法

权利要求书

1.一种基于反斯托克斯光自解调的高精度光纤拉曼温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将脉冲激光器（1）的输出端与环形器（2）的第一端口连接；环形器（2）的第二端口和第三端口分别与传感光纤（3）和信号采集装置的输入端连接；

S2、定标测量阶段：选取传感光纤（3）的前面位置为L_c处设置参考光纤环，设定参考光纤环的温度为T_c0，通过信号采集装置采集得到参考光纤环中各点的反斯托克斯光的后向拉曼散射光的光强；同时，将整条传感光纤的温度设置为T₀，通过信号采集装置采集得到传感光纤任意位置（L）的反斯托克斯光的后向拉曼散射光的光强；

S3、标定测量阶段：在传感光纤的多个位置处分别选取长度为l₁的光纤环作为校准光纤环，并使这几个位置处校准光纤环的温度保持为T₁不变，分别采集传感光纤中（3）这几个校准光纤环位置处的反斯托克斯光的后向拉曼散射光的光强；然后计算这几个位置处的温度灵敏因子M 的值，并进行线性拟合，得到传感光纤中的温度灵敏因子M（L）随位置L的全部函数值；计算这几个位置处的温度灵敏因子M 的值的计算公式为：；

S4、测量阶段：在与定标测量阶段同一位置处设置参考光纤环，设定参考光纤环的温度为T_c，分别采集参考光纤环中各点的反斯托克斯光的后向拉曼散射光的光强；以及传感光纤中各个位置L处的反斯托克斯光的后向拉曼散射光的光强；

S5、根据上述测量结算，利用解调公式计算得到传感光纤沿线的全部温度信息T，所述解调公式为：

；

其中，h、k分别为普朗克常数和玻尔兹曼常数，为传感光纤的拉曼频移量。

2.根据权利要求1所述的一种基于反斯托克斯光自解调的高精度光纤拉曼温度检测方法，其特征在于，所述参考光纤环的位置为L_c=50m，所述校准光纤环的长度l₁为10m。

3.根据权利要求1所述的一种基于反斯托克斯光自解调的高精度光纤拉曼温度检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，分别在整条传感光纤中的1 km、3 km、5 km、7 km、10 km的五个位置处，选取长度为l₁=10m的光纤环作为校准光纤环进行测量。

4.根据权利要求1所述的一种基于反斯托克斯光自解调的高精度光纤拉曼温度检测方法，其特征在于，所述信号采集装置包括滤波器（4）、雪崩光电探测器（5），放大器（6）、数据采集卡（7）和计算机（8）；其中，环形器（2）的第三端口与滤波器（4）的输入端连接；雪崩光电探测器（5）输出端经放大器（6）与数据采集卡（7）的输入端连接；数据采集卡（7）的输出端与计算机（8）的输入端连接，计算机（8）用于计算解调得到传感光纤中各点的温度测量值。