基于BOTDA的分布式光纤温度传感测量实验研究.pdf

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1、r、}●2014年第33卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)35基于BOTDA的分布式光纤温度传感测量实验研究贾振安，张童，刘颖刚，尉婷，徐成(西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室，陕西西安710065)摘要：为了进一步提高布里渊光时域分析(BOTDA)的测温精度，基于BOTDA的原理，构建了温度传感测量系统。测温实验发现，测温光纤的保护层厚度影响了其测温的精度；裸纤直接测温的精度较高，但也易受外界影响，且易断，故改进光纤的保护层可以提高其测温精度。提出一种将导热硅脂涂敷在光纤上进行测温试验的

2、方法，提高了温度测量的准确性。关键词：布里渊光时域分析；分布式；温度传感；导热硅脂中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)04--0035-02一■lJ1l-⋯·l』⋯l■JEXDerlmentalStUcIV0UdistriDUted0ptlcalI-iDertemDeratUresensingandmeasurementsystembased0nBOTDAJIAZhen—ai1，ZHANGTong，LIUYing-gang，WEITing，XUCheng(KeyLaboratoryofPhotoelectricityGa

3、s&OilLoggingandDetectingofMinistryofEducation．Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065。China)Abstract：TofurtherimprovetemperaturemeasurementprecisionofBrillouinopticaltime—domainanalysis(BOTDA)，atemperaturesensingandmeasurementsystemwhichbasedonBOTDAisconstructed．Itisfoundthattheprotectivela

4、yeroftemperaturemeasuringopticalfiberaffectsprecisionoftemperaturemeasurement，andthebarefiberhashigherprecision，butalsoisaffectedeasilybyenvironmentandiseasilybroken，SOimproveprotectivelayerofopticalfibercanimprovemeasurementprecision．Proposeakindoftemperaturemeasurementmethodwhichuse

5、sthermalgreaseapplyonopticalfiber，improvesaccuracyoftemperaturemeasurement．Keywords：BOTDA；distributed；temperaturesensing；thermalgrease0引言技术，本文利用不同的光纤进行了测温对比实验。第一根光纤诞生在2O世纪6O年代，并在随后的几十1BOTDA的测温原理年里迅速发展，成为一种不可或缺的通信手段。经不断研图1为BOTDA原理图。将一束泵浦光和一束探测光究，光纤传感技术也从实验室研究走向实用化，部分光纤传分别从传感光纤的两端入射进光纤，

6、当泵浦光与探测光的感器已投入实际工程应用并形成产业。随着在实际工程中频差与光纤中某区域的布里渊频移相等时，在该区域内就的应用，光纤传感器相比传统的传感器优点越发突出，如，会产生布里渊放大效应。因此，检测从光纤一端耦合出来的连续光功率就可以确定光纤各小区间上能量转移达到光纤本身体积小、质量轻，实际应用中便于铺设；电绝缘性最大时所对应的频率差。．好、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐高温、耐高压、耐腐蚀、脉冲光传感光纤能够在恶劣环境下有效地进行传感检测。光纤即是传感器又是传输介质，能够实现长距离、分布式的准确测量J。基于瑞利散射和拉曼散射的光纤检测技术发展较早、使用较为广

7、泛，但这2种技术均难能实现长距离、高精度测量。基于布里渊的分布式光纤分析(BOTDA)原理的传感技术虽然发展较晚，但它不仅可以实现长距离、高精度、高空间分辨率的测量，而且可以同时测量温度和应变。因此，图1BOTDA原理图基于布里渊散射的传感检测技术有重大研究价值。基于该Fig1PrinciplediagramofBOTDA收稿日期：2014-01-23}基金项目：国家自然科学基金资助项目(607277004)；陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项项目(2009ZDKG-42)36传感器与微系统第33卷在BOTDA技术中，布里渊频移与温度、应变的变化关至60

8、℃时，拟合