[发明专利]一种分布式光纤拉曼测温系统拟合衰减差的温度自修正方法

摘要

本发明涉及一种分布式光纤拉曼测温系统拟合衰减差的温度自修正方法，本发明通过温度解调原理获得斯托克斯光与反斯托克斯光衰减系数差方程，通过拟合曲线获得衰减系数差关于温度的拟合曲线方程，通过拟合曲线方程与光通量之比，得出温度解调方程，解调后实现温度的初步修正，再结合斯托克斯光与反斯托克斯光信号与瑞利噪声的关系，解出瑞利噪声，进一步获得修正后的温度解调公式，解调后实现再次修正，达到温度自修正的目的，与传统方法消除瑞利噪声相比较提高了温度修正量，实现了温度的精确测量，避免了将斯托克斯光与反斯托克斯光衰减系数近似相等处理带来的误差问题，满足了煤矿采空区及相邻老空区温度的精确检测。

主权项

1.一种分布式光纤拉曼测温系统拟合衰减差的温度自修正方法，其特征在于：温度修正方法包括以下步骤；步骤1：取一根总长L的单模光纤作为传感光纤，将传感光纤上的长度相等的光纤段Ⅰ和光纤段Ⅱ置于恒温箱中，光纤段Ⅰ的中心点与传感光纤首端的距离和光纤段Ⅱ的中心点与传感光纤末端的距离相等，传感光纤的其他部分置于室温环境下，设置恒温箱的温控范围，并按相同温度间隔从温控范围最小值依次递增至最大值，通过分布式光纤拉曼测温系统测出每次温度变化后对应的输出信号值；步骤2：根据光纤段Ⅰ和光纤段Ⅱ中的斯托克斯光通量与反斯托克斯光通量之比，获得斯托克斯与反斯托克斯光的衰减系数差方程，根据输出信号值及衰减差方程，获得衰减差与温度的关系图，拟合后获得衰减差关于温度的拟合曲线方程；步骤3：根据斯托克斯光与反斯托克斯光的光通量之比及其衰减差关于温度的拟合曲线方程，可获得引入拟合衰减差的温度解调方程，并通过该方程获得两段光纤所测温度值；步骤4：所述的光纤段Ⅰ和光纤段Ⅱ所处环境相同，避免了环境变化引起的瑞利噪声的衰减系数的变化，且在脉冲光源的参数、探测器所处的环境及光纤的种类确定后，斯托克斯及反斯托克斯光中所含瑞利噪声可以看作为定值，从而获得斯托克斯及反斯托克斯光通量与瑞利噪声的关系方程；步骤5：根据光纤段Ⅰ和光纤段Ⅱ的位置、输出信号值中的三组数据及解调出的温度值，通过引入拟合衰减差的温度解调方程和光通量与瑞利噪声的关系方程，获得瑞利噪声值；步骤6：根据引入拟合衰减差的温度解调方程和光通量与瑞利噪声的关系方程，结合瑞利噪声值，获得最终的引入拟合衰减差及进一步消除瑞利噪声的温度解调方程，通过该解调方程完成温度自修正。