[發明專利]一種已敷設光電復合纜的溫度和應變同時測量方法

無效

• 申請號: 201210566695.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103033285A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 呂安強;李永倩;李靜
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01B11/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種已敷設光電復合纜的溫度和應變同時測量方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：測量光電復合纜中傳感光纖樣纖的布里淵散射頻移初值、譜峰功率初值和瑞利散射功率值，計算布里淵散射譜峰功率與瑞利散射功率之比；

取一段待測光電復合纜中傳感光纖的樣纖，將樣纖松弛地放在恒溫裝置內，保證其處于零應變、T₀℃下，用瑞利散射測量系統測量樣纖的瑞利散射功率，獲得一維數組，求平均后得到瑞利散射功率初值P_R0；用布里淵散射測量系統測量樣纖的布里淵散射頻移和譜峰功率，得到兩個一維數組，分別求平均后得到布里淵散射頻移初值v_B0和譜峰功率初值P_B0；根據C_BR?=P_B0/P_R0計算零應變、T₀℃下的布里淵散射譜峰功率與瑞利散射功率的系數比C_BR；

步驟2：通過標定實驗獲得傳感光纖樣纖布里淵散射頻移的溫度和應變系數、布里淵散射相對譜峰功率的溫度和應變系數；

利用恒溫裝置和應變施加裝置對樣纖進行標定實驗，施加的溫度和應變點在5個以上，記錄不同溫度和應變下的布里淵散射頻移v_B和譜峰功率P_B，利用線性擬合算法獲取頻移v_B和相對譜峰功率P_B/?P_B0分別與溫度T和應變ε的線性關系，得到頻移的溫度系數C_vT、頻移的應變系數C_vε、相對譜峰功率的溫度系數C_PT、相對譜峰功率的應變系數C_Pε；

步驟3：計算已敷設光電復合纜中傳感光纖的布里淵譜峰功率分布初值的估計值；

使用同一套瑞利散射測量系統對已敷設光電復合纜中用于傳感的光纖進行一次測量，獲得瑞利散射功率數據P_R(z)，計算傳感光纖在零應變、T₀℃下的布里淵散射譜峰功率分布初值的估計值P_B0(z)=?C_BR×P_R(z)，其中z是某時刻散射光在傳感光纖上的位置，其最大值是傳感光纖長度；

步驟4：通過布里淵散射測量系統實時測量已敷設光電復合纜中傳感光纖的布里淵散射頻移分布和譜峰功率分布，計算傳感光纖上的實時溫度和應變分布；

使用布里淵散射測量系統對傳感光纖進行在線測量，得到傳感光纖上的布里淵散射頻移分布v_B(z)和布里淵散射譜峰功率分布P_B(z)，然后計算傳感光纖上的溫度和應變分布：

1）計算布里淵散射頻移變化量δv_B(z)=v_B(z)-v_B0；

2）計算布里淵譜峰功率相對變化量δP_B(z)/?P_B0(z)=(P_B(z)-P_B0(z))/?P_B0(z)；

3）計算傳感光纖上的溫度分布T(z)和應變分布ε(z)：?

T(z)ϵ(z)=1|CνTCPϵ-CνϵCPT|CP-Cνϵ-CPTCνTδνB(z)δPB(z)PB0(z)+T00]]>，其中，?|C_νTC_Pε-C_νεC_PT|≠0。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述待測光電復合纜中復合光纖的樣品的長度應大于2米。