分布式光纖溫度傳感器空間分辨率對(duì)測(cè)溫精度的影響研究.pdf

1、空間分辨率是表征分布式光纖溫度傳感器(DTS)沿光纖長(zhǎng)度分布對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)溫所需要的最小光纖分布長(zhǎng)度,是區(qū)別于傳統(tǒng)溫度傳感器的重要性能指標(biāo)。由于系統(tǒng)空間分辨率會(huì)對(duì)測(cè)溫精度產(chǎn)生影響,因此本文主要就系統(tǒng)空間分辨率對(duì)測(cè)溫精度的影響進(jìn)行研究。
　　在分析DTS系統(tǒng)性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。由于DTS系統(tǒng)空間分辨率對(duì)測(cè)溫精度的影響較大,分布式光纖溫度傳感器尚未納入溫度量值傳遞體系,因此研究空間分辨率的測(cè)量方法及其

2、對(duì)測(cè)溫精度的影響是制定校準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)之一。
　　光纖上同時(shí)存在數(shù)千個(gè)測(cè)溫點(diǎn),使用傳統(tǒng)比較法對(duì)系統(tǒng)校準(zhǔn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。提出若光纖首端及尾端兩處的測(cè)溫誤差滿足精度要求,則光纖上其他測(cè)溫點(diǎn)也都滿足測(cè)溫精度的要求。通過(guò)分析空間分辨率的產(chǎn)生機(jī)理及影響因素,提出一種檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際空間分辨率的方法,并分析了在同一測(cè)溫點(diǎn),不同光纖長(zhǎng)度對(duì)測(cè)溫精度的影響情況。
　　設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)校準(zhǔn)DTS系統(tǒng)用的硬件和軟件。分別設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了光纖纏繞裝置及光纖環(huán)集成固定平臺(tái)

3、兩款校準(zhǔn)專用機(jī)械結(jié)構(gòu),申請(qǐng)了三項(xiàng)實(shí)用新型專利并獲得授權(quán),解決了實(shí)驗(yàn)時(shí)光纖繞取困難,標(biāo)準(zhǔn)器與光纖位置距離過(guò)大引起實(shí)驗(yàn)誤差等問(wèn)題。
　　為解決校準(zhǔn)過(guò)程中批量處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種專用軟件,基于ADO.NET技術(shù)與SQL-Server數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的批量處理。所設(shè)計(jì)的專用軟件能自動(dòng)生成檢定報(bào)告,提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的效率。
　　通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到以下結(jié)論:(1)若光纖首尾兩個(gè)空間點(diǎn)的測(cè)溫誤差在允許范圍內(nèi),則光纖上其他

4、測(cè)溫點(diǎn)滿足測(cè)溫精度的要求。(2)若分別選取小于、等于、大于系統(tǒng)標(biāo)稱的空間分辨率長(zhǎng)度的光纖進(jìn)行測(cè)溫精度實(shí)驗(yàn),可給出系統(tǒng)實(shí)際空間分辨率及不同光纖長(zhǎng)度對(duì)測(cè)溫精度的影響。(3)針對(duì)實(shí)際空間分辨率未達(dá)到系統(tǒng)標(biāo)稱大小的情況,給出了一種通過(guò)數(shù)據(jù)擬合進(jìn)行補(bǔ)償,從而提高其測(cè)溫精度的方法。(4)給出分布式光纖溫度傳感器不確定度的計(jì)算方法。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,按ITS-90溫標(biāo)、溫度量傳體系和《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》,編寫了分布式光纖溫度傳感器的校