分布反馈式光纤温度传感器的研究

发布时间：2017-12-23 04:18

  本文关键词：分布反馈式光纤温度传感器的研究　出处：《郑州大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： Raman散射 分布式光纤传感器 温度解调 啁啾光栅

【摘要】：与传统的传感器相比,分布式光纤温度传感器具有诸多优点:集传感与传输于一体,可实现远距离测量与监控;一次测定就可以获取整个光纤区域的温度分布图,能在一条长达数千米的传感器光纤环路上获得几十、几百甚至几千条信息,因此单位信息成本显著降低;测量范围宽,具有高空间分辨率和高精度;在具有强电磁干扰或易燃易爆以及其他传感器无法接近的恶劣环境下,分布式光纤温度传感器具有无可比拟的优点。因此,自20世纪80年代以来,人们对实现分布式光纤温度传感器的各种技术展开了广泛研究。本文设计了拉曼散射型折叠结构分布式光纤传感器和啁啾光栅传感器,用于对不同温度场实现高精度的监测,从而预警火灾的发生,达到防患于未然。研究内容如下:首先针对传统分布式光纤温度传感器(基于Raman散射的Stokes和anti-Stokes双路探测解调法)中存在的问题,提出一种折叠式光纤分布式温度传感器结构及单anti-Stokes解调算法。设计了一种折叠式光纤温度传感器光路,针对其工作原理提出一种完全基于anti-Stokes的温度解调法,对所得信号进行累计叠加平均及小波变换处理,最后系统的平均测量误差为±1.7℃。针对传统分布式温度传感器分辨率较低的问题,提出一种线性啁啾光栅干涉型温度传感器测温法。通过分析啁啾光栅的特性,得到光栅布拉格波长的变化与温度相关,但是波长变化量较小。文中提出通过参考光栅和传感光栅反馈光干涉的方法,检测干涉拍频随温度的变化信息,最终实现了22.5THz/℃的温度灵敏度。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP212

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