[发明专利]基于多波长偏振光提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法

说明书

本发明公开了一种基于多波长偏振光提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法，包括以下步骤：将多波长正交的偏振光通过偏振合束器和多波长偏振合束器输出到拉曼波分复用器，并通过拉曼波分复用器的公共输出端口输出到传感光缆；多波长偏振光在传感光缆中产生反向的斯托克斯光和反斯托克斯光；反向的斯托克斯光和反斯托克斯光经过拉曼波分复用器进入雪崩光电二极管的输入端，经过其进行光电转换和放大；放大后的信号通过数据采集卡同步采集数据；采集的数据通过解调算法单元进行解调，以解调出温度信息。本发明可使分布式自发拉曼散射温度传感器能够承载的最大光功率提高多倍，从而可以延长传感器工作。

技术领域

本发明涉分布式自发拉曼散射温度传感器技术领域，尤其涉及一种基于多波长偏振光提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法及系统。

背景技术

分布式光纤温度传感器是近年来发展的一种用于实时测量空间温度分布的光纤传感系统。此技术商业化比较成熟了，但是仍存在一些不完善的地方。目前拉曼分布式温度传感器发展的方向是长距离，高精度。

整个系统的信噪比影响了分布式光纤传感器的工作距离，而射入光脉冲的信噪比是影响分布式光纤传感器的工作距离的最关键因素。对于长工作距离的分布式光纤温度传感器，距离越长，末端的光功率越弱，信噪比就越低。同时，受到光纤非线性效应的影响，限制了注入光的最大光功率，距离越长越容易发生非线性效应，所以要进一步降低入射光功率，这样就形成了恶性循环。为了提高光脉冲的信噪比，必须提高功率或者降低噪音。但是噪音有个最低极限，一般来说只能提高注入光源强度，提高注入光强度是一种有效简单的方法，上面分析到了，光功率是有一定极限，可以通过偏振复用或者多波长复用技术可以避免非线性效应，两者的结合也能进一步提高入射光的信噪比。

发明内容

针对现有技术的缺陷或改进需求，本发明提供了一种提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法，其目的在于产生一种结构简单，成本低，简单有效的方法来增大工作距离。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于多波长偏振光提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的系统，包括多个激光器、多个偏振合束器、多波长偏振合束器、拉曼波分复用器、雪崩光电二极管、数据采集卡、解调算法单元和激光器驱动板；

多个激光器的输入端均与激光器驱动板连接；其中两个激光器为一组，每组激光器输出波长一致的两束正交的偏振光，每组激光器的输出端均与偏振合束器的输入端口连接；多个偏振合束器的输出端口均与多波长偏振合束器的输入端连接；

多波长偏振合束器的输出端与拉曼波分复用器的输入端口连接，拉曼波分复用器的公共输出端口连接传感光缆；拉曼波分复用器的信号端口连接雪崩光电二极管的输入端；

雪崩光电二极管光的输出端与数据采集卡连接，数据采集卡还与激光器驱动板连接，数据采集卡的输出端与解调算法单元连接。

本发明所述的系统中，多波长偏振合束器的输出端通过保偏光纤与拉曼波分复用器的输入端口连接。

本发明所述的系统中，每两个激光器的输出端均通过保偏光纤与偏振合束器的输入端口连接。

本发明所述的系统中，多个振合束器的输出端口均通过保偏光纤与多波长偏振合束器的输入端连接。

本发明还提供了一种基于多波长偏振光提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法，包括以下步骤：

将多波长正交的偏振光通过多波长偏振合束器输出到拉曼波分复用器，并通过拉曼波分复用器的公共输出端口输出到传感光缆；

多波长偏振光在传感光缆中产生反向的斯托克斯光和反斯托克斯光，反向的斯托克斯光和反斯托克斯光经过拉曼波分复用器进入雪崩光电二极管的输入端，经过其进行光电转换和放大，放大后的信号通过数据采集卡同步采集数据；