[发明专利]一种分布式光纤拉曼测温系统及其多点温度校正方法

权利要求书

1.一种分布式光纤拉曼测温系统的多点温度校正方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：获取分布式光纤拉曼测温系统沿传感光纤的温度分布；

S2：寻找传感光纤温度分布的所有峰值，包括波峰值和波谷值；

S3：对传感光纤温度分布做拟合前的预处理，获得处理后的曲线；

S4：判定处理后的曲线的波峰值的个数，对处理后的曲线进行数学拟合，并对自动调整拟合时使用的数学方法，获得拟合后的曲线；

S5：设定半高全宽的阈值范围，并计算拟合后的曲线所有峰值的半高全宽，判定所有半高全宽所属的阈值范围；

S6：确定各个半高全宽阈值范围内的校正公式，用对应的校正公式校正宽温区内发生温度突变但测量不准确的温度，获得沿传感光纤准确的温度分布。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤拉曼测温系统的多点温度校正方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：

读取参考光纤的温度值T₀，从数据采集卡中获取反映参考光纤反斯托克斯光强值和斯托克斯光强值的数字电压信号Ias₀、Is₀；

从数据采集卡中获取反映传感光纤反斯托克斯光强值和斯托克斯光强值的数字电压信号Ias、Is，利用双路解调公式获取传感光纤未滤波的温度值T(z)，滤波后得到沿传感光纤的温度分布T_wavelet(z)：

上式中：k是波尔兹曼常量，h是波朗克常量，Δv是光纤分子的声子频率。

3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤拉曼测温系统的多点温度校正方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：

S2.1：确定传感光纤温度分布的温度基准值；

S2.2：对传感光纤的温度分布求导，寻找温度分布的所有极值，包括所有极大值T_MaxValue(zi)和所有极小值T_MinValue(zj)，其中，i＝1，2，3…m₁，j＝1，2，3…m₂；

S2.3：将所有极大值与极小值与基准值作差，获得所有差值的绝对值Diff_MaxValue(zi)，Diff_MinValue(zj)；

S2.4：设置差值阈值，将差值绝对值与阈值比较，差值绝对值小于阈值的极值被剔除，大于阈值的极值被保留，获得沿传感光纤因温度变化所引起的所有峰值，包括极大值T_MaxValue_New(zi)，极小值T_MinValue_New(zj)，其中，i＝1，2，3…NumMax，j＝1，2，3…NumMin，其中NumMax为差值大于阈值的极大值个数，NumMin为差值大于阈值的极小值个数。

4.根据权利要求3所述的一种分布式光纤拉曼测温系统的多点温度校正方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：

S3.1：将原始的传感光纤温度分布做平移处理，使得常温的温度平移到与T_wavelet(z)＝0轴重合；

S3.2：对传感光纤温度做关于T_wavelet(z)＝0的翻转变换，使所有数据均位于T_wavelet(z)＝0轴的上方，获得处理后的曲线T_deal(z)。

5.根据权利要求4所述的一种分布式光纤拉曼测温系统的多点温度校正方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：

根据NumMax与NumMin和的大小选定相应的拟合函数，具体拟合函数的计算公式如下：

当NumMax+NumMin＝1时，拟合函数为：

当NumMax+NumMin＝2时，拟合函数为：

当NumMax+NumMin＝3，4，…m时，拟合函数为：

上式中：a₁、a₂…a_n为多峰高斯拟合后每个波峰的高度，b₁、b₂…b_n为多峰高斯拟合后每个波峰曲线在x轴的中心，c₁、c₂…c_n为多峰高斯拟合后每个波峰的宽度，e为2.178。