[发明专利]一种光纤分布式测温的拉曼散射光双路解调方法

权利要求书

1.一种光纤分布式测温的拉曼散射光双路解调方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.自动定标：利用自动寻峰算法对光纤参数进行自动定标，并计算衰减补偿函数f(x)；

S2.数据去噪：采集光纤中的拉曼斯托克斯光和反斯托克斯光的双路频谱信号，采用累加去噪算法和小波阈值去噪算法对所述双路频谱信号进行处理得到解调信号；

S3.数据补偿：利用所述衰减补偿函数和Linear插值算法对所述解调信号进行处理以补偿光强衰减和消除色散，得到补偿信号；

S4.数据解调：根据拉曼斯托克斯光和反斯托克斯光的光强与温度的关系，对所述补偿信号进行解调，得到温度分布函数T，其中，所述光强与温度的关系为

式中，U_s(T)为拉曼斯托克斯光的光强，U_as(T)为反斯托克斯光的光强，KO为光电影响因子，K_s(L)为拉曼斯托克斯光的光突变损耗系数，K_as(L)为反斯托克斯光的光突变损耗系数，K_s为拉曼斯托克斯光的散射截面有关系数，K_as为反斯托克斯光的散射截面有关系数，v_s为拉曼斯托克斯光频率，v_as为反斯托克斯光频率，Φe为入射光光通量，α₀为入射光损耗系数，α_s为拉曼斯托克斯光的损耗系数，α_as为反斯托克斯光的损耗系数，L为光纤长度，R_s(T)为拉曼斯托克斯光的玻尔兹曼因子，R_as(T)为反斯托克斯光的玻尔兹曼因子。

2.如权利要求1所述的双路解调方法，其特征在于，步骤S4中，温度分布函数T通过以下公式得到：

其中，I(T)为光强比值，I(T)＝U_as(T)/U_s(T)，h为普朗克常量；Δv为频移量，K为玻尔兹曼常量，T₀为定标光纤环上的温度，I(T₀)为定标光纤环处的光强比值。

3.如权利要求1所述的双路解调方法，其特征在于，步骤S4中，所述拉曼斯托克斯光的玻尔兹曼因子和反斯托克斯光的玻尔兹曼因子

4.如权利要求1所述的双路解调方法，其特征在于，步骤S1中，所述光纤参数包括光纤长度，使用自动寻峰算法定位始、末菲涅散射峰位置以自动计算光纤长度。

5.如权利要求1所述的双路解调方法，其特征在于，步骤S2中，所述小波阈值去噪算法包括coif3小波基算法、极大极小阈值算法、软阈值法算法和六层分解算法中的至少一种算法。

6.如权利要求1或5所述的双路解调方法，其特征在于，步骤S2中，所述累加去噪算法的累加次数大于或等于15000次，且所述累加次数小于或等于17000次。

7.如权利要求1所述的双路解调方法，其特征在于，所述衰减补偿函数通过以下公式得到：

其中，α_s(l)为拉曼斯托克斯光的距离起始点l距离的衰减系数，α_as(l)为反斯托克斯光的距离起始点l距离的衰减系数。

8.如权利要求7所述的双路解调方法，其特征在于，所述距离起始点l距离的衰减系数通过以下公式得到：

其中，α(l)为距离起始点l距离的衰减系数，Pi(l)为距离起始点l处衰减前的光强，Po(l)为距离起始点l处衰减后的光强。