[实用新型]一种双头结构的分布式光纤测温系统

说明书

技术领域

本实用新型属于测温装置技术领域，具体来说，涉及到一种双头结构的分布式光纤测温系统。

背景技术

温度是一切物理、化学等过程重要的状态参量之一，温度测量在工程应用和科学研究中占据非常重要的地位。光纤本身不受电磁辐射干扰的影响、绝缘性好、可在易燃易爆等恶劣环境下工作等特性，因此研究如何集成和优化光纤以研制具有测温功能的传感系统具有非常重要的意义。以光纤为基础的分布式光纤测温系统(DTS)是近几年快速发展起来的温度测量系统，而且逐步地商业化。与传统的测温系统相比，分布式光纤测温系统具有测量距离长、无测量盲区、抗电磁干扰、高稳定性等优良特性，成为近年来的研究热点，逐渐发展为可替代传统测温系统的技术。

现有的分布式光纤测温系统工作机理一般是依据向后拉曼散射温度效应的。当频率为ν₀激光脉冲在光纤中传播时，由于激光脉冲和晶格振动模的相互作用，两个不同频率的向后拉曼散射光产生，频率上移的光称为反斯托克斯光，其频率为ν_a(ν_a＝ν₀+Δν)；频率下移的光称为斯托克斯光，频率为ν_s(ν_s＝ν₀-Δν)。在拉曼散射中，由于反斯托克斯光对温度的敏感性相对较强，因此常用的解调方法是把反斯托克斯光作为信号通道，斯托克斯光作为比较通道，则两者之间的强度比R(T)和温度变化的关系是：

R(T)=IaIs=(ν0+Δν)4(ν0-Δν)4exp(-hcΔνkT)---(1)]]>

式中，h是普朗克常数；k是玻尔兹曼常数；c是真空中的光速；Δν是拉曼频移量；ν₀是入射光频率；T为绝对温度。

测量反斯托克斯与斯托克斯光强之比即可计算出温度：