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表明：自发拉曼散射中反斯托克斯与斯托克斯光强之比仅是光纤所在环境温度的函数，仅受探测点处温度影响，而与泵浦光源波长、功率等无关。 因此以反斯托克斯光作信号通道,斯托克斯光作参考通道,检测两者光强比值, 就可以解调出散射区的温度信息，同时还可以有效地消除光源不稳定以及光纤传输过程中耦合损耗、光纤接头损耗、光纤弯曲损耗和光纤传输损耗等因素引起的影响。 采用光时域反射技术来确定发生散射的位置，即空间定位，从而得到沿光纤分布的温度情况，实现空间温度测量。 三、DTS的系统组成 常用的微弱信号处理方法： 后向散射光更加微弱，再经过光纤传输、滤光组件衰减，由APD探测器接收到的光信号十分微弱，APD输出的信号电压仅为几十纳伏，而分布式光纤温度传感器光信号的传输和光电转换后的电信号处理的各个环节都有可能引入误差和随机噪声(这 些噪声均可认为是高斯白噪声)，有用的温度信息淹没在很强的随机噪声中。 1. 滑动平均法 2. 多项式最小二乘法 3. 现代功率谱估计方法 4. 自适应滤波器 分辨率的估算 1. 空间分辨率δl的确定 2. 传感器系统温度分辨率δT的确定 3. 传感器系统时间分辨率δt的确定 * * * * * http://www.advantest.co.jp/products/N8511/en-principles.shtml * * * * * * 拉曼散射,是由于光纤纤芯介质材料成分起伏以及密度的微观变化等因素的 影响,介质分子与入射光子互相作用,由于介质的非线性效应,入射光光子与分子发生非弹性碰撞,在碰撞过程中,光子与分子之间发生能量交换,光子不仅改变了运动方向,同时光子的部分能量传递给分子,或分子振动的部分能量传递给光子,从而改变了光子的频率。基于后向拉曼散射的物理原理是光子和光纤分子的热振动相互作用发生能量交换,如果一部分热振动转换为光能,发出一个比光源波长短的光,称为反斯托克斯光,如果一部分光能转换为热振动,发出一个比光源波长长的光,称为斯托克斯光。他们在频谱图上大致是对称分布的,反斯托克斯光对温度的敏感系数比斯托克斯光要大很多。所以,一般将斯托克斯光作为参考通道,反斯托克斯光作为信号通道,消除应力等其它因素的影响,并通过光时域反射技术(Optical Time Domain Reflection, OTDR)与光纤上的点对应。 拉曼散射 Standard multi-mode optical fibre 1m pulse of light Backscattered light provides measurement point every 1m T9,999 T9,998 T9,997 T9,996 T9,995 T1 T2 T3 T4 ………. 散射型光纤分布式传感器 光时域反射 (OTDR)技术 光时域反射 (OTDR：Opitcal Time-Domain Reflectometry)技术最初被用于检验光纤线路的损耗特性以及故障分析。 当光脉冲在光纤中传输的时候，由于光纤本身的性质、连接器、接头、弯曲或其他类似事件而产生散射、反射，其中背向瑞利散射光和菲涅尔反射光将返回输入端（主要是瑞利散射光，瑞利散射是光波在光纤中传输时由于光纤纤芯折射率在微观上的起伏而引起的线性散射，是光纤的固有特性）。 光时域反射计将通过对返回光功率与返回时间的关系获得光纤线路沿线的损耗情况。 * 光时域反射 (OTDR)技术 散射型分布式传感技术对被测量的空间定位多基于光时域反射 技术，即向光纤中注入一个脉冲，通过反射信号和入射脉冲之间的时间差来确定空间位置。 d为事件点距离系统终端的距离，c为真空光速，n为光纤有效折射率 脉冲的重复频率决定了可监测的光纤长度，而脉冲的宽度决定了空间定位精度（10ns宽度对应空间分辨率1m）。 * 光时域反射技术(OTDR) 传播通道T 和接收通道R 为同一根光纤，此处为了能清楚说明原理，故表示成不同的两条通道。光纤总长为L，考虑距离激光源为l的光纤前端 F 处，长度为dl 的一段光纤。 能量 E0、持续时间为 △T的泵浦脉冲光注入光纤后，以速度v( v = c /n，其中c为真空中的光速，n为纤芯折射率，一般n= 1.5)在传输通道T 中传输，传播到l → l + dl段：一部分能量 αdl被损耗(α 为入射光的单位长度上的损耗系数)；一部分能量 pΓ 被耦合到接收通道R ，然后以速度v回到光电探测器处(Γ为单位长度上的光后向散射系数， p 为后向散射因子) 经过传输通道l → l + dl段，光能量变化可表示为： 因而从l → l + dl段耦合进入接收通道的能量为： 这部分能量沿着接收通道 R 传播，经过距离l后到达光电探测器处，被光电探