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关于基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的研究

浏览次数: 日期:2018-08-07 07:31

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  试验地点为沈阳市郊某大桥上游河滩上,试验场地尺寸为6.5 m6.5 m×6.5 m,用于测温的光纤是以蛇形分布被埋于地下的,分为4个层次,每一层之间的间隔以米为单位。水注射进去之后实现温度的测量保证光纤温度的恒定。从11:20:22开始注水试验,试验水温17.4℃~16.1℃,持续300 min,在注水过程中,全程进行温度监测。从底部第四层开始铺设光纤,由上而下,每层光纤长度分别为:105m~138m、71m~104m、35m~70m、0m~34m。在注水后,选取A(13.10.22)、B(16.10.22)、C(11.10.22)3个时间点的温度进行比较,从图4可看出,通过传感光纤,各层温度变化情况能得到很好反映。在地层深度不同时,原温度分布为规则阶梯状,在水流通道、注水点处,随着注水的进行,温度出现异常,比原温度增高明显。在13:10:22时,曲线A整体温度较高,有一部分地理气候原因,同时和试验地较多砾石底层温度较低也是密不可分的。第1层具有较高地温,在注水后,周围温度变化较小,第2层、第4层在注水点的周围温度升高的情况比较明显。分布式光纤的测温技术既能够实现自动检测,同时还能够实现分布式的温度测量,在实际应用中非常方便。

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  图1为分布式光纤测温系统框图。在图1中,光纤具有传感器和传输介质两个作用。系统的组成包括光学部分、信号采集部分、信号处理部分。光学部分组成包括激光发射、脉冲驱动电源、光电检测、波分复用器(WDM)、传感光纤;信号采集和处理部分组成包括模数转换、信号放大、数据采集、数据处理。在进行传感光纤布置时,布置方向为电缆长度的方向,启动计算机控制的电路脉冲,将会使得电流源和半导体激光器被驱动起来从而进行工作。通过波分复用器WDM输出LD,光纤中被射入激光。根据现场的具体实际情况,其温度信息会由拉曼散射光携带,散射光的采集由光电二极管(APD)进行,完成光电间的转换。因拉曼散射光较弱,采用放大器对拉曼散射光信号放大处理。测量结果通过模数转换器进行转换,形成数字量。监控系统可以借助主机实现网络的管理和监测。

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  随着信息化社会的高度发展,信息的数据量也在呈指数级不断增长,人们对通信的带宽需求也在不断的增强。为了满足高速大容量光通信...

  5G的业务定位将使运营商从专注无线接入网延伸到存放内容的数据中心,涉及RAN与DC之间的城域网和区域....

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  在1 km长的光纤中,将两个光纤点A、B加热,进行本研究研制的分布式光纤测温系统的温度空间分布特性、拉曼光时域反射的测温实验,在1 km长的光纤100 m(A点)、500 m(B点)处,用2个55 ℃的热源进行点辐射加热,图2为温度点布置。

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