脉冲编码瑞利布里渊光时域分析温度传感技术
发布时间:2018-07-08 10:53
本文选题:光纤光学 + 布里渊光时域分析 ; 参考:《光学学报》2017年11期
【摘要】:瑞利布里渊光时域分析系统(BOTDA)存在信号小、噪声大的问题,会导致系统空间分辨率与信噪比难以同时提高。将脉冲编码技术引入瑞利BOTDA系统,可在不降低空间分辨率的前提下有效地提高系统信噪比和布里渊频移测量精度。分析了瑞利BOTDA温度传感系统的原理,介绍了Golay互补序列的特性,并给出了单脉冲和编码脉冲系统的信噪比表达式;搭建了单脉冲和脉冲编码瑞利BOTDA温度传感系统,测量了单脉冲瑞利BOTDA系统的温度传感特性及脉冲编码瑞利BOTDA系统的空间分辨率和温度测量精度。实验结果表明,由瑞利BOTDA系统获得的布里渊频移与温度呈良好的线性关系,温度系数为(1.109±0.010)MHz·℃-1;当采用10ns脉冲宽度、64bit格雷编码时,在1.77km光纤的加温段上实现了空间分辨率为1m、温度测量精度为1.39℃的传感测量。
[Abstract]:The Rayleigh Brillouin optical time domain analysis system (BOTDA) has the problem of small signal and large noise, which can cause the system spatial resolution and signal to noise ratio not to be improved simultaneously. The pulse coding technology is introduced into the Rayleigh BOTDA system, which can effectively improve the system's signal to noise ratio and Brillouin frequency shift measurement accuracy without reducing the spatial resolution. The principle of BOTDA temperature sensing system is introduced. The characteristics of Golay complementary sequence are introduced, and the expression of signal to noise ratio of single pulse and coded pulse system is given. A single pulse and pulse coded Rayleigh BOTDA temperature sensing system is set up. The temperature sensing characteristics of the single pulse Rayleigh BOTDA system and the space of the pulse coded Rayleigh BOTDA system are measured. The experimental results show that the Brillouin frequency shift obtained by the Rayleigh BOTDA system has a good linear relationship with the temperature, and the temperature coefficient is (1.109 + 0.010) MHz. C -1. When the 10ns pulse width is used, 64bit Gray coding, the spatial resolution is 1m and the temperature measurement accuracy is 1.39. Sensing measurements at the degree of temperature.
【作者单位】: 华北电力大学电子与通信工程系;
【基金】:国家自然科学基金(61377088);国家自然科学基金青年基金(51407074,51607066) 河北省自然科学基金(F2014502098) 中央高校基本科研业务费专项基金(2016XS104)
【分类号】:TP212.11
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10 宋牟平;鲍,
本文编号:2107194
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