[發明專利]一種光纖分布式測溫的拉曼散射光雙路解調方法有效
| 申請號： | 202011425140.5 | 申請日： | 2020-12-09 |
| 公開（公告）號： | CN112683418B | 公開（公告）日： | 2023-10-10 |
| 發明（設計）人： | 李東紅;徐俊;張梁;顧佳;方琪 | 申請（專利權）人： | 蘇州德睿電力科技有限公司 |
| 主分類號： | G01K11/324 | 分類號： | G01K11/324 |
| 代理公司： | 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103 | 代理人： | 吳芳 |
| 地址： | 215600 江蘇省蘇州市張*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 光纖 分布式 測溫 散射 光雙路 解調 方法 | ||
1.一種光纖分布式測溫的拉曼散射光雙路解調方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1.自動定標：利用自動尋峰算法對光纖參數進行自動定標，并計算衰減補償函數f(x)；
S2.數據去噪：采集光纖中的拉曼斯托克斯光和反斯托克斯光的雙路頻譜信號，采用累加去噪算法和小波閾值去噪算法對所述雙路頻譜信號進行處理得到解調信號；
S3.數據補償：利用所述衰減補償函數和Linear插值算法對所述解調信號進行處理以補償光強衰減和消除色散，得到補償信號；
S4.數據解調：根據拉曼斯托克斯光和反斯托克斯光的光強與溫度的關系，對所述補償信號進行解調，得到溫度分布函數T，其中，所述光強與溫度的關系為
式中，Us(T)為拉曼斯托克斯光的光強，Uas(T)為反斯托克斯光的光強，KO為光電影響因子，Ks(L)為拉曼斯托克斯光的光突變損耗系數，Kas(L)為反斯托克斯光的光突變損耗系數，Ks為拉曼斯托克斯光的散射截面有關系數，Kas為反斯托克斯光的散射截面有關系數，vs為拉曼斯托克斯光頻率，vas為反斯托克斯光頻率，Φe為入射光光通量，α0為入射光損耗系數，αs為拉曼斯托克斯光的損耗系數，αas為反斯托克斯光的損耗系數，L為光纖長度，Rs(T)為拉曼斯托克斯光的玻爾茲曼因子，Ras(T)為反斯托克斯光的玻爾茲曼因子。
2.如權利要求1所述的雙路解調方法，其特征在于，步驟S4中，溫度分布函數T通過以下公式得到：
其中，I(T)為光強比值，I(T)＝Uas(T)/Us(T)，h為普朗克常量；Δv為頻移量，K為玻爾茲曼常量，T0為定標光纖環上的溫度，I(T0)為定標光纖環處的光強比值。
3.如權利要求1所述的雙路解調方法，其特征在于，步驟S4中，所述拉曼斯托克斯光的玻爾茲曼因子和反斯托克斯光的玻爾茲曼因子
4.如權利要求1所述的雙路解調方法，其特征在于，步驟S1中，所述光纖參數包括光纖長度，使用自動尋峰算法定位始、末菲涅散射峰位置以自動計算光纖長度。
5.如權利要求1所述的雙路解調方法，其特征在于，步驟S2中，所述小波閾值去噪算法包括coif3小波基算法、極大極小閾值算法、軟閾值法算法和六層分解算法中的至少一種算法。
6.如權利要求1或5所述的雙路解調方法，其特征在于，步驟S2中，所述累加去噪算法的累加次數大于或等于15000次，且所述累加次數小于或等于17000次。
7.如權利要求1所述的雙路解調方法，其特征在于，所述衰減補償函數通過以下公式得到：
其中，αs(l)為拉曼斯托克斯光的距離起始點l距離的衰減系數，αas(l)為反斯托克斯光的距離起始點l距離的衰減系數。
8.如權利要求7所述的雙路解調方法，其特征在于，所述距離起始點l距離的衰減系數通過以下公式得到：
其中，α(l)為距離起始點l距離的衰減系數，Pi(l)為距離起始點l處衰減前的光強，Po(l)為距離起始點l處衰減后的光強。
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