分布式光纖溫度傳感器空間分辨率對測溫精度的影響研究.pdf

1、空間分辨率是表征分布式光纖溫度傳感器(DTS)沿光纖長度分布對溫度進行準確測溫所需要的最小光纖分布長度,是區(qū)別于傳統(tǒng)溫度傳感器的重要性能指標。由于系統(tǒng)空間分辨率會對測溫精度產生影響,因此本文主要就系統(tǒng)空間分辨率對測溫精度的影響進行研究。
　　在分析DTS系統(tǒng)性能特點的基礎上,對國內外學者的研究進展進行了綜述。由于DTS系統(tǒng)空間分辨率對測溫精度的影響較大,分布式光纖溫度傳感器尚未納入溫度量值傳遞體系,因此研究空間分辨率的測量方法及其

2、對測溫精度的影響是制定校準規(guī)范的基礎之一。
　　光纖上同時存在數(shù)千個測溫點,使用傳統(tǒng)比較法對系統(tǒng)校準時會產生問題。提出若光纖首端及尾端兩處的測溫誤差滿足精度要求,則光纖上其他測溫點也都滿足測溫精度的要求。通過分析空間分辨率的產生機理及影響因素,提出一種檢測系統(tǒng)實際空間分辨率的方法,并分析了在同一測溫點,不同光纖長度對測溫精度的影響情況。
　　設計開發(fā)校準DTS系統(tǒng)用的硬件和軟件。分別設計開發(fā)了光纖纏繞裝置及光纖環(huán)集成固定平臺

3、兩款校準專用機械結構,申請了三項實用新型專利并獲得授權,解決了實驗時光纖繞取困難,標準器與光纖位置距離過大引起實驗誤差等問題。
　　為解決校準過程中批量處理實驗數(shù)據(jù)的問題,設計了一種專用軟件,基于ADO.NET技術與SQL-Server數(shù)據(jù)庫技術,實現(xiàn)了實驗數(shù)據(jù)的批量處理。所設計的專用軟件能自動生成檢定報告,提高實驗數(shù)據(jù)處理的效率。
　　通過反復實驗得到以下結論:(1)若光纖首尾兩個空間點的測溫誤差在允許范圍內,則光纖上其他

4、測溫點滿足測溫精度的要求。(2)若分別選取小于、等于、大于系統(tǒng)標稱的空間分辨率長度的光纖進行測溫精度實驗,可給出系統(tǒng)實際空間分辨率及不同光纖長度對測溫精度的影響。(3)針對實際空間分辨率未達到系統(tǒng)標稱大小的情況,給出了一種通過數(shù)據(jù)擬合進行補償,從而提高其測溫精度的方法。(4)給出分布式光纖溫度傳感器不確定度的計算方法。
　　根據(jù)實驗結果,按ITS-90溫標、溫度量傳體系和《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》,編寫了分布式光纖溫度傳感器的校