基于拉曼散射的光纖測溫系統(tǒng)的改進與優(yōu)化.pdf

1、分布式光纖測溫系統(tǒng)與普通溫度傳感器相比具有先天的優(yōu)勢。光纖既可以作為傳輸介質又可以作為傳感介質，能夠有效的節(jié)省空間和系統(tǒng)資源，并且它還還能夠在強電磁干擾、易燃易爆環(huán)境下穩(wěn)定的工作。與傳統(tǒng)點陣式傳感器相比，分布式光纖測溫系統(tǒng)能夠統(tǒng)通過光纖測量一整塊區(qū)域的溫度場，有效地避免了空間分辨率過低，布線困難等問題。
　　分布式光纖測溫系統(tǒng)主要是通過對光纖中的拉曼散射光強的測量來進行溫度檢測的。然而在實際應用中，檢測到的拉曼散射光的信號強度本身

2、就十分微弱，并且還處在很強的噪聲環(huán)境當中，有效信號基本會完全淹沒在噪聲之中。因此，對檢測到的信號進行處理，增強有效信號、消除噪聲就成為了該項技術應用的關鍵所在。本文以光纖測溫中的信號增強為核心研究內容，對光纖測溫系統(tǒng)進行了優(yōu)化，主要工作如下:
　　1.進行了拉曼散射的基礎理論研究，分別研究了單路解調算法，雙路解調算法并且在雙路解調算法的基礎上研究了一種特殊的線性化算法，對每種算法進行了理論分析，得出適用的場合及優(yōu)缺點。最終采用雙路

3、解調算法進行溫度解調。
　　2.對系統(tǒng)關鍵性能指標進行了分析，選擇了合適的模塊對系統(tǒng)進行搭建。
　　3.研究了分布式光纖測溫系統(tǒng)的信號處理技術。對系統(tǒng)的噪聲源進行了分析，分別采取累加平均式算法，小波變換，卡爾曼濾波算法對采集到的拉曼信號進行相應的處理，取得了良好的去噪效果。
　　4.分析了瑞利噪聲對單雙路系統(tǒng)溫度測量精度，溫度靈敏度和溫度分辨率的影響。最后，提出并實驗驗證了使用多段光纖消除瑞利噪聲的算法。
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