[发明专利]分布式光纤测温方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤测温技术，特别是涉及一种分布式光纤测温方法。

背景技术

温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制尤其在高温测量，在航天、材料、能源、冶金等领域都占有极其重要的地位。

分布式光纤测温是目前新兴的接触式测温手段，具有体积小、重量轻、无源检测、防电磁干扰、阻燃防爆、易于远程监测等优点。

分布式光纤测温是利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化，实现分布式的测量。位置测量一般方式：发射光与反射光的时差*介质中光速/2。

常规光纤测温方法主要基于拉曼散射中反斯托克斯光和斯托克斯光的强度之比与温度关系的等式，简单地说就是由激光发射器发出的光后，会在介质里产生散射光，背散射光经过波长征别模块，得到斯托克斯光和反斯托克斯光，由光电探测器得出光强值，采样转换后按照拉曼散射公式计算出被测点位置和温度。由于系统应用环境错综复杂，使用常规光纤测温方法测温的准确度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分布式光纤测温方法，提高测温结果的精确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分布式光纤测温方法，包括以下步骤：

a．利用预先测量好的光纤的多组光强比和温度数据，使用正交多项式回归方法进行拟合，获得拟合曲线，建立正交多项式模型；

b．测量光纤被测位置的光强数据，利用所述光强数据，基于拉曼散射理论模型计算出第一温度，并利用所述正交多项式模型计算出第二温度，基于所述第一温度和所述第二温度确定被测位置的温度；

其中，基于拉曼散射中反斯托克斯光和斯托克斯光的光强比满足以下公式：

IAnti-StokesIStocks=(v-viv+vi)4e-hvkT]]>

其中，v是激光脉频率，vi是振动频率，h是普朗克常数，k是玻尔兹曼常数，T是第一温度；

步骤a中，对于多组光强比和温度数据，设第i组的光强比和温度I_i、T_i的误差分别为σ_i、γ_i，拟合函数模型表示为:

T^i=f(a,I^i)]]>

其中，为假定的光强比和温度的真实值，a为多项式常系数，第i组的光强比和温度与其拟合曲线距离残差为：