[发明专利]光纤复合架空相线分布式测温装置及方法

权利要求书

1.光纤复合架空相线分布式测温装置，其特征是：包括信号处理模块，信号处理模块输出脉冲激光指令到高频脉冲激光模块，高频脉冲激光模块发射高频激光至光波分复用模块，光波分复用模块向光纤中注入激光脉冲并接收光纤中返回的后向拉曼散射光，光波分复用模块的输出端分别连接多路光电探测器，每个光电探测器通过放大器连接信号处理模块；所述信号处理模块通过通信接口连接测温主机；测温主机通过测量后向拉曼散射光中反斯托克斯光与斯托克斯光的强度比值的变化实现对外部温度变化的监测，在时域中，利用OTDR技术，根据光在光纤中的传输速率和入射光与后向拉曼散射光之间的时间差，对不同的温度点进行定位，即得到整根光纤沿线上的温度并精确定位。

2.如权利要求1所述光纤复合架空相线分布式测温装置，其特征是，所述信号处理模块包括DSP处理芯片。

3.如权利要求1所述光纤复合架空相线分布式测温装置，其特征是，所述信号处理模块将接收到的数字信号经过多次累加平均后，将淹没在躁声中的斯托克斯和反斯托克斯信号识别出来，累加后的信号送入测温主机。

4.光纤复合架空相线分布式测温方法，其特征是：在测温主机的系统中预先设定光纤复合架空相线的始末距离，将埋入的光纤长度分为若干等分，即设定分布式测温的距离间隔，取每个监测点测得的温度值作为提取对象，在数据提取程序下定义这些点所在光纤上的刻度值，对监测点的温度值进行实时在线监测。

5.如权利要求4所述光纤复合架空相线分布式测温方法，其特征是，设光纤总长为L，考虑距离激光源为l的光纤前端处长度为dl的一段光纤，能量E0持续时间为△T的泵浦激光脉冲注入光纤后，以速度v=c/n在传输通道T中传输，其中c为真空中的光速，n为纤芯折射率；传播在l到l+ dl段，一部分α·dl能量被损耗，α为入射光的单位长度上的损耗系数；一部分能量pΓ被耦合到接收通道R，然后以速度v回到光电探测器处，Γ为单位长度上的光后向散射系数，p为后向散射因子；时间的不同对应着光纤位置的不同，因此光探测器探测到的光功率为光纤位置的函数，那么不同光纤位置l处的光功率均能够被探测器探测到，随着l逐渐增加，光电探测器就实现了对沿着光纤分布待测温度场的空间分布式测量；计算时假定光纤是均匀的，即α、Γ与光纤位置无关；同时还假定光纤在泵浦光波长和散射光波长的损耗系数相等；所述传播通道T和接收通道R指同一根光纤。