基于布里淵增益譜邊帶解調(diào)的BOTDR分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，我國(guó)對(duì)煤層氣、輸油管道等地下管線(xiàn)進(jìn)行安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的技術(shù)尚未普及，管道安全隱患問(wèn)題逐漸凸顯。基于布里淵光時(shí)域反射的分布式光纖傳感技術(shù)，具有抗電磁干擾、耐高溫、耐腐蝕、易于工程鋪設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，還可以對(duì)物體的溫度和應(yīng)變信息實(shí)現(xiàn)時(shí)間和空間上的全方位連續(xù)性測(cè)量，且由于裝置簡(jiǎn)單、單端接入、可檢測(cè)斷點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)，非常適合于長(zhǎng)距離管道泄漏、應(yīng)力拉拽等檢測(cè)。
　　測(cè)溫精度是衡量布里淵光時(shí)域反射分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。為提高系統(tǒng)測(cè)溫精度，

2、本文提出了一種基于布里淵增益譜邊帶解調(diào)的布里淵光時(shí)域反射分布式測(cè)溫系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)信噪比，進(jìn)而提高了系統(tǒng)測(cè)溫精度，并在此基礎(chǔ)上對(duì)該系統(tǒng)性能的影響因素做了深入分析，主要研究工作如下：
　?。?）提出一種基于布里淵增益譜邊帶解調(diào)的布里淵光時(shí)域反射分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，理論分析了布里淵增益譜邊帶產(chǎn)生的機(jī)理和基于布里淵增益譜邊帶解調(diào)可以提高該系統(tǒng)測(cè)溫精度的原因。
　?。?）搭建了基于布里淵增益譜邊帶解調(diào)的布里淵光時(shí)域反射測(cè)溫系統(tǒng)，對(duì)系

3、統(tǒng)中主要器件的選擇做了深入分析，并在 LabVIEW平臺(tái)上完成了基于Levenberg-Marquardt算法的待測(cè)光纖沿線(xiàn)布里淵頻移的解調(diào)和相關(guān)界面顯示。
　　（3）在布里淵增益譜邊帶解調(diào)的基礎(chǔ)上，對(duì)影響該系統(tǒng)性能的因素做了深入理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為提高系統(tǒng)的測(cè)溫精度，首先提出了采用布里淵增益譜邊帶解調(diào)的方法，并進(jìn)一步驗(yàn)證了由于相干探測(cè)時(shí)參考光的作用以及消除了相干瑞利噪聲的影響，該方法可以提高測(cè)溫精度；其次分別研究了激光光源線(xiàn)寬

4、和探測(cè)光脈沖峰值功率對(duì)測(cè)溫精度的影響；最后進(jìn)一步研究了電信號(hào)接收端掃頻系統(tǒng)中窄帶濾波器的中心頻率對(duì)測(cè)溫精度的影響。為改善系統(tǒng)空間分辨率，重點(diǎn)分析了探測(cè)光脈沖脈寬、電信號(hào)接收端掃頻部分窄帶濾波器的帶寬以及檢波器的響應(yīng)速率對(duì)空間分辨率的影響。
　　（4）在上述基礎(chǔ)上，利用搭建的布里淵光時(shí)域反射測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的溫度傳感實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)布里淵增益譜左邊帶進(jìn)行掃描解調(diào)，經(jīng)LabVIEW編程處理數(shù)據(jù)，在10.2 km的傳感距離上實(shí)現(xiàn)了±0.