分布式拉曼光纖溫度傳感系統(tǒng)的噪聲分析及優(yōu)化.pdf

1、近年來，光纖技術(shù)飛速發(fā)展，分布式光纖傳感器以其優(yōu)越的性能及巨大的應(yīng)用潛力成為傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光纖既是分布式光纖傳感器的傳輸介質(zhì)又是其傳感介質(zhì)，可以長(zhǎng)距離地傳輸光波信號(hào)，同時(shí)通過檢測(cè)光波信號(hào)的特征參量隨時(shí)間的變化，可以傳感出光纖長(zhǎng)度上溫度、濕度、應(yīng)力等物理量的空間分布情況。分布式拉曼光纖溫度傳感系統(tǒng)基于光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，抗電磁干擾能力強(qiáng)，絕緣性好，靈敏度高，能夠適應(yīng)易燃易爆、高壓高溫等危險(xiǎn)區(qū)域。分布式拉曼光纖溫度

2、傳感系統(tǒng)所檢測(cè)的背向拉曼散射光十分微弱，有用的溫度信息完全淹沒在噪聲中，給信號(hào)的采集和處理帶來了巨大困難，極大地限制了系統(tǒng)的性能指標(biāo)，因此拉曼信號(hào)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)顯得十分關(guān)鍵，必須全面地分析系統(tǒng)噪聲的來源和性質(zhì)，采取針對(duì)性的去噪措施改善系統(tǒng)的信噪比，優(yōu)化系統(tǒng)的測(cè)溫性能。
　　本文對(duì)分布式拉曼光纖溫度傳感系統(tǒng)做了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，論文主要內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.介紹了光時(shí)域反射技術(shù)及典型的分布式光纖傳感系統(tǒng)，從經(jīng)典電磁理論

3、和量子理論分別解釋了拉曼散射的原理，并分析了分布式拉曼光纖溫度傳感系統(tǒng)的溫度解調(diào)方法。
　　2.介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及其主要器件的選型原則，分析了系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)（如測(cè)溫精度、溫度分辨率、空間分辨率等）及其影響因素，重點(diǎn)分析了拉曼溫度傳感信號(hào)的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)的信噪比及穩(wěn)定性。
　　3.分析了系統(tǒng)去噪的重要性，詳細(xì)討論分析了系統(tǒng)中存在的各種噪聲干擾，主要包括光電探測(cè)器引入的噪聲（如暗電流噪聲、散粒噪聲、熱噪聲及