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基于擬合衰減差自補償的分布式光纖溫度傳感器
關鍵詞：溫度 分布式光纖 擬合衰減差 自修正
摘要：針對斯托克斯光和反斯托克斯光的本質損耗、附加損耗使分布式光纖溫度傳感器產生測溫誤差的問題,通過對分布式光纖溫度傳感器的溫度解調原理的研究,提出了擬合斯托克斯光與反斯托克斯光之間衰減差的方法實現溫度自補償,以此減小測溫誤差.以傳感光纖上不同位置的兩部分作為參考段和測溫段,參考段的光信號作為測溫段擬合多階衰減差和解調溫度的參量,通過引入多階擬合結果解調溫度,減小因斯托克斯光和反斯托克斯光的本質損耗、附加損耗導致的溫度誤差,實現溫度的初步修正.改變光纖上同一位置的溫度,取3組不同溫度值及對應信號值計算引入擬合衰減差前后的瑞利噪聲,分析了瑞利噪聲與光纖長度和溫度的關系,通過引入擬合衰減差消除瑞利噪聲,減小了斯托克斯光和反斯托克斯光的本質損耗、附加損耗導致的瑞利噪聲誤差,實現溫度的再次修正.分析比較多階衰減差擬合結果對測溫誤差以及消除瑞利噪聲的影響,獲得最優擬合階次.在擬合因參考段的附加損耗而導致的測溫段的附加誤差后,通過擬合結果進行溫度補償,完成了最終溫度修正.實驗結果表明,在30-90℃,引入一階線性擬合結果的溫度修正效果最好,經過三次修正后,測溫誤差從10.50℃降低至0.90℃.
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