布里淵散射型分布式光纖溫度傳感器頻域分析法

布里淵散射型分布式光纖溫度傳感器頻域分析法

布里淵散射光也是光在光纖中傳輸時(shí)由非彈性光子與熱運動(dòng)產(chǎn)生的聲子發(fā)生的一種非彈性碰撞。散射光的頻移量與溫度的關(guān)系式為，其中T0為參考溫度，Vb(T0)為溫度為T(mén)0時(shí)的頻移，Ct為溫度系數如果讓泵浦光和探測光分別從光纖的兩頭注入，并且當兩者的頻率差在光纖中某區域與布里淵頻移量相等時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生受激布里淵效應。若泵浦光能量較高，則泵浦光的能量就會(huì )向探測光轉移，利用此物理過(guò)程可以實(shí)現溫度的分布式測量。
基于布里淵頻域分析法(BOFDA)的分布式光纖傳感器也是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )分析儀測出光纖的復基帶傳輸函數，從復基帶傳輸函數的幅值和相位來(lái)提取所攜帶的溫度信息，達到溫度的分布式測量。

圖2 布里淵光頻域分析法原理框圖

由前面的分析可知，當探測光的調制頻率與布里淵散射頻移相等時(shí)，在光纖中就會(huì )產(chǎn)生布里淵增益效應。根據相應頻率的脈沖響應函數的幅值，并聯(lián)合頻移-溫度關(guān)系式，可計算出受擾溫度點(diǎn)的溫度大小。另外，根據空間脈沖響應函數的位置關(guān)系可得受擾溫度點(diǎn)的位置。