従来のラマン分布型光ファイバー温度測定システムでは、ラマンのストークス光およびアンチストークス光の走離効果により位置補正が困難であり、温度測定が著しく歪む問題がある。単一光路に基づくラマン分布型温度測定システム方案を提案し、散乱光出力補正モデルおよび温度較正アルゴリズムを構築し、測定対象光ファイバーに沿った温度の正確な測定を実現した。ラマン散乱光の温度感応原理に基づき、単一経路のストークス光および単一経路のアンチストークス光に基づく温度復調式を導出した。単一光路温度復調はパルスレーザーおよび光電検出器の安定性により大きく制限されるため、温度較正ユニットを設計し、信号光強度補正アルゴリズムを確立した。実験プラットフォームを構築し、従来の二光路、単一光路ストークス光および単一光路アンチストークス光方案の温度測定性能を比較・分析した。最後に、単一光路ラマン分布型光ファイバー温度測定システムの最適方案について論じまとめた。実験結果は、約12 kmの光ファイバー路線において、ラマンアンチストークス光に基づく方案の測温偏差が-0.3〜2.2 ℃、二乗平均平方根誤差が1.0 ℃、空間分解能が6 mであり、従来方案と比較して性能が優れていることを示した。信号強度補正に基づく単一光路ラマンアンチストークス光分布温度測定システムは高感度であり、従来の二光路システムの走離補正問題を完全に回避でき、高い実用価値を有している。

光ファイバーセンサー;ラマン散乱;温度測定;光時域反射;分布型