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《基于拉曼散射的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要光纖傳感技術(shù)是伴隨著光纖制造技術(shù)和光通訊技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的。自上個(gè)世紀(jì)70年代以來，光纖傳感器的研究、開發(fā)和應(yīng)用都取得的長足的進(jìn)展。分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)是專門為大范圍多點(diǎn)溫度測量的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它可以測量長達(dá)數(shù)公里的傳感光纖沿線的溫度場的分布。同時(shí)分布式光纖傳感器具有防燃、防爆、耐高壓、防電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，因而它的研究引起了世界范圍內(nèi)的廣泛重視。本論文對基于自發(fā)拉曼散射的分布式光纖傳感系統(tǒng)的基本理論和技術(shù)進(jìn)行了研究。在詳細(xì)介紹國內(nèi)外的分布式溫度傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，著重從理論上分析了光在光纖中傳播時(shí)的拉曼散射
2、現(xiàn)象，建立了分布式溫度傳感系統(tǒng)的理論模型，并對3種測溫方案進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，選擇了一種雙通通的拉曼散射溫度作本課題的傳感方案，并對系統(tǒng)指標(biāo)要求進(jìn)行了詳細(xì)說明；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)試驗(yàn)觀測了光纖中的拉曼散射強(qiáng)度受溫度調(diào)制的現(xiàn)象，通過數(shù)值計(jì)算，優(yōu)化選擇了光源中心波長，對本課題研究選擇的980nm大功率半導(dǎo)體脈沖激光器的性能進(jìn)行了測試；接著根據(jù)光在光纖中拉曼散射的特點(diǎn)，研究了光的分波合波技術(shù)，提出了一種新型的基于介質(zhì)薄膜濾光片的拉曼散射用1×3的雙向光波分復(fù)用器，對它的實(shí)施方案進(jìn)行了具體說明，經(jīng)過測試達(dá)到了良好的性能。最后，論述了系
3、統(tǒng)的光探測子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)低噪聲高增益的APD探測放大電路，并配合雙通道高速A/D采集卡，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分布式測溫，并取了良好的試驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞：光纖傳感器分布式拉曼散射反斯托克斯和斯托克斯散射波分復(fù)用器光探測器IAbstractThetechnologyofopticfibersensingwasformedgraduallywiththeprogressoftheproduceofopticalfiberandthedevelopmentofopticalcommunication.Theresearchandthde
4、signofopticalfibersensorhavedevelopedgreatlysincethe70ofthelastcentury.Thedistributedopticfibertemperaturesensingsystemisdesignedfortheapplicationofalarge-scalemuti-pointmeasurmentoftemperature.Thissystemiscapableofmeasuringthedistributionofthetemperaturealongthes
5、ensingfiber.Thedistributedopticfibersensingsystemhassuchadvantagesasimmunitytoflammability，explosion，highvoltageandelectromagnetism.Therefore，thestudyonitarousethefocusallovertheworldandhavemadealotofachievements.Thebasictheoryandtechnologyofthedistributedopticalf
6、ibersensingsystembasedonspontaneousRamanscatteringisdiscussedandstudiedinthispaper.Thepresentreserchsituationofdistributedopticfibersensorsareintroducedfirstly.AndRamanscatteringtheoryisanalyzedtheoretically.Thenthegeneralmodelofthedistributedsystemisputforward.Th
7、reemeasrementsschemesaresimulatingbycomputer.Onthebasisofthat,AtestisdesignedforobservationtheintensityoftheAnti-StokesandStokesmodulatedbyvarioustemperatures.Anoptimizedchoicefortheincidencelaser’scentralwavelengthissimulatedmathematically.Atthesametime，ahighpowe
8、rpulsedlaserdiodewiththecentralwavelength980nmischecked.Thenthetechnologiesofwavelengthde-multiplexerandmultiplexerarestudiedandcompared.Accordingthepec
