[发明专利]多参数分布式光纤信号解调仪

说明书

本发明涉及光信号解调技术领域，具体涉及一种多参数分布式光纤信号解调仪，包括：预处理单元，用于按照预设的温度变化范围，采用循环升温与降温的方式对多参数分布式光纤的传感区域进行处理；采集单元，用于采集斯托克斯信号与反斯托克斯信号；转换单元，用于将斯托克斯信号转换为第一电流信号，并将反斯托克斯信号转换为第二电流信号；调试单元，用于对第一电流信号及第二电流信号进行调试；计算单元，用于根据重合程度达到预设重合阈值的第一电流信号的光通量以及第二电流信号的光通量计算温度值。本发明能够使残余应力得以释放，以减小多参数分布式光纤传感区域的残余应力，解决了温度波动会造成测量误差的技术问题。

技术领域

本发明涉及光信号解调技术领域，具体涉及一种多参数分布式光纤信号解调仪。

背景技术

目前，普遍基于拉曼散射原理利用光的拉曼散射效应来测量光纤内的温度值，也就是说，温度测量仪器发射激光信号在光纤中传播，会反向反射回温度测量仪器，通过反射回的信号中的斯托克斯信号及反斯托克斯信号可以确定光纤的温度值。然而，现有的基于拉曼散射效应的温度测量仪器，未考虑斯托克斯信号以及反斯托克斯信号自身的差异对温度值的影响。

对此，中国专利CN109900382A公开了一种光纤温度信号解调装置，包括：获取模块，用于获取拉曼散射光子信号，其中，拉曼散射光子信号包括斯托克斯信号与反斯托克斯信号；转换模块，用于将斯托克斯信号转换为第一电流信号，以及将反斯托克斯信号转换为第二电流信号；调试模块，用于对第一电流信号及第二电流信号进行调试，以使第一电流信号的波形与第二电流信号的波形在预定时间区间内的重合程度达到预设重合阈值；计算模块，用于根据重合程度达到预设重合阈值的第一电流信号的光通量及第二电流信号的光通量计算温度值。

在上述技术方案中，通过调试斯托克斯信号及反斯托克斯信号的电流波形，消除了斯托克斯信号及反斯托克斯信号的差异对温度值的影响，提高了温度值计算精度。但是就光纤而言，在制造和使用过程中光纤的传感区域不可避免的会产生残余应力，使得光纤的传感区域会产生大量的应力双折射，导致被测物理信号随时间产生漂移。当温度发生变化时，内应力在传感区域的分布也随温度发生变化，从而温度的波动会造成严重的测量误差。

发明内容

本发明提供一种多参数分布式光纤信号解调仪，解决了温度波动会造成测量误差的技术问题。

本发明提供的基础方案为：多参数分布式光纤信号解调仪，包括：

预处理单元，用于按照预设的温度变化范围，采用循环升温与降温的方式对多参数分布式光纤的传感区域进行处理；

采集单元，用于采集多参数分布式光纤的斯托克斯信号与反斯托克斯信号；

转换单元，用于将斯托克斯信号转换为第一电流信号，并将反斯托克斯信号转换为第二电流信号；

调试单元，用于对第一电流信号及第二电流信号进行调试，以使第一电流信号的波形与第二电流信号的波形在预设时间区间内的重合程度达到预设重合阈值；

计算单元，用于根据重合程度达到预设重合阈值的第一电流信号的光通量以及第二电流信号的光通量计算温度值。

本发明的工作原理及优点在于：在采集多参数分布式光纤的斯托克斯信号与反斯托克斯信号之前，通过循环升温与降温处理光纤传感器的传感区域，温度的变化使得多参数分布式光纤的传感区域的几何形状发生微变形，利用这种不断变化的几何微变形使得残余应力逐渐得以释放，从而减小多参数分布式光纤传感区域的残余应力，降低多参数分布式光纤在测量被测物理量时测量信号受温度变化的干扰。

本发明能够使残余应力得以释放，以减小多参数分布式光纤传感区域的残余应力，解决了温度波动会造成测量误差的技术问题。

进一步，预设的温度变化范围为-10～420℃。