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布里淵散射型分布式光纖溫度傳感器頻域分析法

2012-02-02 來源:互聯(lián)網(wǎng) 字號:

布里淵散射光也是光在光纖中傳輸時(shí)由非彈性光子與熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的聲子發(fā)生的一種非彈性碰撞。散射光的頻移量與溫度的關(guān)系式為,其中T0為參考溫度,Vb(T0)為溫度為T0時(shí)的頻移,Ct為溫度系數(shù)如果讓泵浦光和探測光分別從光纖的兩頭注入,并且當(dāng)兩者的頻率差在光纖中某區(qū)域與布里淵頻移量相等時(shí),就會(huì)產(chǎn)生受激布里淵效應(yīng)。若泵浦光能量較高,則泵浦光的能量就會(huì)向探測光轉(zhuǎn)移,利用此物理過程可以實(shí)現(xiàn)溫度的分布式測量。

基于布里淵頻域分析法(BOFDA)的分布式光纖傳感器也是通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測出光纖的復(fù)基帶傳輸函數(shù),從復(fù)基帶傳輸函數(shù)的幅值和相位來提取所攜帶的溫度信息,達(dá)到溫度的分布式測量。

圖2 布里淵光頻域分析法原理框圖



由前面的分析可知,當(dāng)探測光的調(diào)制頻率與布里淵散射頻移相等時(shí),在光纖中就會(huì)產(chǎn)生布里淵增益效應(yīng)。根據(jù)相應(yīng)頻率的脈沖響應(yīng)函數(shù)的幅值,并聯(lián)合頻移-溫度關(guān)系式,可計(jì)算出受擾溫度點(diǎn)的溫度大小。另外,根據(jù)空間脈沖響應(yīng)函數(shù)的位置關(guān)系可得受擾溫度點(diǎn)的位置。

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