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随着科技的进步,长距离、大范围内的温度测量在军工业、交通运输以及农业中占据着重要的地位。光纤温度传感器由于其具有抗电磁干扰、防火防爆、尺寸小质量轻的优点而备受关注。目前,光纤温度传感系统主要有:点式光纤温度传感系统,准分布式光纤温度传感系统(Quasi-Distributed Temperature Senor,Q-DTS)以及分布式光纤温度传感系统(Distributed Temperature Senor,DTS)。自20世纪70年代,分布式光纤温度传感技术被首次提出后由于其相比于准分布式光纤温度传感系统具有结构简单、易于安装、空间分辨率高以及适合长距离传感的特点而被广泛应用于火灾探测、油井温度探测、电力电缆与混凝土质量检测等领域。DTS系统依据光纤内后向拉曼散射的温敏效应来测量光纤所携带的温度信息,再通过光时域反射(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)技术确定整条光纤中每个位置上的温度情况。目前市面上的分布式光纤温度传感系统价格比较昂贵,本文提出自制光源的方法来降低系统成本,其目的是研究出一套价格低廉,长距离传感,高精度的DTS系统。论文的具体研究内容有:1.在进行实验前,本文先对拉曼散射原理与光时域反射技术进行了详尽的讨论,介绍了拉曼散射的温敏效应并依据效应分析了三种典型的DTS系统信号解调方法,对比三种方法的优缺点后确定使用以斯托克斯光为参考光、反斯托克斯光为信号光的双路解调方法对信号进行解调。2.为了搭建一套价格低廉的测温系统,实验中并未直接购买商用光源,而是自制了一套脉宽为12ns,峰值功率高达60.7W,重复频率在100Hz~100KHz可调的脉冲光纤激光器,具体光源搭建过程为:采用电流脉冲来调制半导体激光器(Laser diode,LD)使其产生脉冲激光,并用主振荡功率放大(Master Oscillator Power Amplifier,MOPA)技术将微弱的种子源功率进行放大,然后将自制的脉冲光纤激光器作为光源应用在DTS系统中。3.对系统中所需要的各器件进行了分析与选型,在搭建系统前选择自制的脉冲光纤激光器作为光源。通过实验测试,系统信噪比较差,所以在实验中采用累加平均法来提高系统的信噪比。在信号解调的过程中取传感光纤前端长度为150米的光纤作为定标光纤然后采用斯托克斯光与反斯托克斯光的双路解调方法对信号进行解调,从而获得温度信息。4.衡量DTS系统好坏的重要标准有:传感距离、空间分辨率、温度精度以及温度分辨率。通过分析计算,系统传感距离为10公里;对系统空间分辨率测试后确定空间分辨率为1.2米;对系统温度校准后可得系统温度精度为?0.8℃,温度分辨率为1℃。最后在实验室中对系统的稳定性进行了长达180分钟的测试,结果表明系统稳定性良好,符合应用要求。