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布里渊光时域分析(BOTDA)近几年来引起了人们大量的研究以及工业应用,因为其可以长距离的同时测量温度与应变,这使得 BOTDA已经应用于许多实际领域,比如大型结构健康监测、环境监测以及地质监测等。 BOTDA系统的一个挑战在于如何同时提高传感距离、空间分辨率和测量分辨率,同时减少测量时间,本文提出的 BOTDA系统利用了双向拉曼放大和光脉冲编码组合技术成功地解决了这一问题。在保证后端测量分辨率的同时,对传感距离进行延伸,实现75km传感距离,2.5m空间分辨率,20με、1℃测量分辨率。 基于我们提出的实验系统,开发了相应的软件,使得可以对整个系统进行自动化控制以及提供友好的人机交互界面。同时,我们对用到的光脉冲编码技术相关的解码算法和布里渊频移的洛伦兹拟合算法进行了研究,化复杂为简单,极大地缩短了系统的测量时间。 同时,针对目前市场对BOTDA的需求以及国内至今没有自主研发的BOTDA产品的现状,我们根据自有的技术设计了 BOTDA样机和配套的软件,对系统用到的关键器件做了详细说明。