专利名称：一种测量分布式光纤温度传感器系统中基准信号的方法
技术领域：
本发明涉及分布式光纤温度传感器系统技术领域，特别是涉及一种测量分布式光 纤温度传感器系统中基准信号的方法。
背景技术：
温度是一切物理、化学和生物过程的重要状态参量之一，温度测量在工程应用和 科学研究中具有十分重要的位置。由于光纤本身不受射频场和其他电磁辐射干扰的影响、 不产生电火花并且绝缘性好等特性，使得光纤温度传感器成为军用和民用结构中有效的分 布温度测量手段。分布式光纤温度传感器系统(以下简称DTS系统)是一种用于实时测量空间温度 场分布的传感系统。该技术最早于1981年由英国南安普顿大学提出，目前国外(主要是英 国、日本等国)已研制出产品。国内也正积极开展这方面的研究工作，已经研制成功分布 式光纤温度传感器的系列产品，并在一些工业领域得到了初步应用，DTS系统是基于先进的 光时域反射(OTDR)技术的原理和光纤的背向拉曼散射温度效应，以光纤为载体，由监测主 机、传感光缆组合而成，分布式光纤传感技术具有本质防爆、防雷，防腐蚀、抗电磁干扰等优 点。DTS系统能够连续测量光缆沿线所在不同位置的温度，测量距离在几千米范围，空间定 位精度达到米的数量级，并且能够进行不间断的自动测量，特别适用于需要大范围多点测 量的应用场合。在DTS系统中温度的测量原理是将一束脉冲激光发射到光纤里，光在光纤中传输 的同时与光纤内的分子相互作用，发生散射，散射有多种，如瑞利(Rayleigh)散射、布里渊 (Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产 生一个比光源波长长的光，称斯托克斯(Stokes)光，和一个比光源波长短的光，称为反斯 托克斯(Anti-Stokes)光，拉曼散射中斯托克斯光子数和反斯托克斯光子数会随光纤各处 温度变化而变化。若入射光子数为队，则斯托克斯光子数
权利要求
一种测量分布式光纤温度传感器系统中基准信号的方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、分别测出在不同采集时刻所述分布式光纤温度传感器系统在实际使用过程中基准信号的测量值集US1、US2……USm，其中US1＝{x11，x12，x13，x14，x15，x16，x17，x18，...x1(n 2)，x1(n 1)，x1n}；Us2＝{x21，x22，x23，x24，x25，x26，x27，x28，...x2(n 2)，x2(n 1)，x2n}；……USm＝{xm1，xm2，xm3，xm4，xm5，xm6，xm7，xm8，...xm(n 2)，xm(n 1)，xmn}；n为所述分布式光纤温度传感器系统中被测光缆上安装的总测量点数；USm为第m时刻所述分布式光纤温度传感器系统采集到被测光缆各处的基准信号值的集合，m为大于等于1的自然数，xmb为第m采集时刻所述分布式光纤温度传感器系统采集到被测光缆在第b处的基准信号值，b为大于等于1小于等于n的自然数；步骤二、分别计算在所述分布式光纤温度传感器系统中每一时刻基准信号的累加平均值集USi′，其中i为大于1小于等于m的自然数USi′＝{xi1′，xi2′，xi3′，xi4′，xi5′，xi6′，xi7′，xi8′，...xi(n 2)′，xi(n 1)′，xin′}其中 <mrow><msup> <msub><mi>x</mi><mrow> <mi>i</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>x</mi> <mn>11</mn></msub><mo>+</mo><msub> <mi>x</mi> <mn>21</mn></msub><mo>+</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><msub> <mi>x</mi> <mrow><mi>i</mi><mn>1</mn> </mrow></msub> </mrow> <mi>i</mi></mfrac><mo>;</mo> </mrow> <mrow><msup> <msub><mi>x</mi><mrow> <mi>i</mi> <mn>2</mn></mrow> </msub> <mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>x</mi> <mn>12</mn></msub><mo>+</mo><msub> <mi>x</mi> <mn>22</mn></msub><mo>+</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><msub> <mi>x</mi> <mrow><mi>i</mi><mn>2</mn> </mrow></msub> </mrow> <mi>i</mi></mfrac><mo>;</mo> </mrow> <mrow><msup> <msub><mi>x</mi><mrow> <mi>m</mi> <mn>3</mn></mrow> </msub> <mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>x</mi> <mn>13</mn></msub><mo>+</mo><msub> <mi>x</mi> <mn>23</mn></msub><mo>+</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><msub> <mrow><mo>+</mo><mi>x</mi> </mrow> <mrow><mi>i</mi><mn>3</mn> </mrow></msub> </mrow> <mi>i</mi></mfrac><mo>;</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo> </mrow> <mrow><msup> <msub><mi>x</mi><mrow> <mi>i</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo> </mrow></mrow> </msub> <mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>x</mi> <mrow><mn>1</mn><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mi>x</mi> <mrow><mn>2</mn><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mi>x</mi> <mrow><mi>i</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow></msub> </mrow> <mi>i</mi></mfrac><mo>;</mo> </mrow> <mrow><msup> <msub><mi>x</mi><mi>in</mi> </msub> <mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>x</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mi>x</mi> <mrow><mn>2</mn><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>+</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><msub> <mi>x</mi> <mi>in</mi></msub> </mrow> <mi>i</mi></mfrac><mo>;</mo> </mrow>步骤三、计算在所述分布式光纤温度传感器系统中第m时刻基准信号的历史累加平均值USm″，并将该第m时刻基准信号的历史累加平均值USm″作为用于计算所述分布式温度传感器系统温度测量过程中基准信号的最终使用值其中j为小于等于1小于等于m的自然数。FSA00000244739100016.tif
2.根据权利要求1所述的测量分布式光纤温度传感器系统中基准信号的方法，其特征 在于所述j值取4或5或6。
全文摘要
本发明涉及测量分布式光纤温度传感器系统中基准信号的方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、分别测出在不同采集时刻所述分布式光纤温度传感器系统在实际使用过程中基准信号的测量值集；步骤二、分别计算在所述分布式光纤温度传感器系统中每一时刻基准信号的累加平均值集；步骤三、计算在所述分布式光纤温度传感器系统中第m时刻基准信号的历史累加平均值，并将该第m时刻基准信号的历史累加平均值作为用于计算所述分布式温度传感器系统温度测量过程中基准信号的最终使用值。与现有技术相比，本发明的优点在于采用本发明所述方法测得的基准信号去计算光缆上各处对应的温度测量值，精度较高。
文档编号G01K15/00GK101936787SQ20101026348
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年3月16日
发明者金如江 申请人:宁波汉迪传感技术有限公司