[发明专利]一种高稳定性的分布式光纤测温装置及校准方法

权利要求书

1.一种高稳定性的分布式光纤测温装置，包括脉冲激光源、分光器、参考光纤盒、测量光纤、第一探测器、第二探测器和电路模块，其特征在于还包括2×2光开关，所述的脉冲光源的输出端与所述的分光器的输入端相连，所述的分光器的第一输出端依次与所述的参考光纤盒以及所述的测量光纤相连，所述的分光器的第二输出端和第三输出端分别以与所述的2×2光开关的两个输入端相连，所述的2×2光开关的两个输出端分别与所述的第一探测器以及第二探测器的输入端相连，所述的第一探测器和第二探测器的输出端以及所述的2×2光开关切换控制端与所述的电路模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性的分布式光纤测温装置，其特征在于通过所述的电路模块控制让所述的2×2光开关选择工作于直通模式或者交叉模式，使得测温装置选择进入测量模式或者校准模式。

3.一种高稳定性的分布式光纤测温装置的校准方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）通过电路模块控制2×2光开关，使2×2光开关处于直通模式，测温装置进入测量模式；

（2）利用第一探测器和第二探测器分别探测从参考光纤盒以及测量光纤返回的背向反斯托克斯光和斯托克斯光，并传给电路模块；

（3）利用参考光纤盒的实际温度T₀、参考光纤盒区段内反斯托克斯光平均值P_a0和斯托克斯光平均值P_s0以及测量光纤各点的反斯托克斯光P_a(z)和斯托克斯光P_s(z)，计算得到测量光纤上各点的测量温度值T_b(z)；

（4）每隔一定周期，通过电路模块控制2×2光开关，使2×2光开关处于交叉模式，测温装置进入校准模式；

（5）利用第二探测器探测从参考光纤盒以及测量光纤返回的背向反斯托克斯光，并传给电路模块；

（6）利用参考光纤盒的实际温度T₀、2×2光开关模式切换之前（即直通模式下）第二探测器最后一次所探测的参考光纤盒区段内斯托克斯光平均值P_s0以及测量光纤各点的斯托克斯光P_s(z)，和2×2光开关模式切换之后（即交叉模式下）第二探测器最近一次所探测的参考光纤盒区段内反斯托克斯光平均值P_a0以及测量光纤各点的反斯托克斯光P_a(z)，计算得到测量光纤上各点的测量温度值T_c(z)；

（7）计算测量光纤上各点的温度校准值ΔT(z) = T_c(z) - T_b(z)，并保存直至下一次控制2×2光开关处于交叉模式；

（8）此时经校准后的测量光纤上各点的温度为T?(z) = T_b(z) + ΔT(z)，并开始下一次测量周期。