溫度場測量系統(tǒng)的工作過程如下：在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集電路的控制下，脈沖激光器發(fā)出光脈沖信號(hào)，光脈沖信號(hào)通過光纖放大器放大后經(jīng)定向耦合器耦合到傳感光纖中，傳感光纖則置身于重質(zhì)油溫度場中。在傳感光纖中傳播的光脈沖，其傳播過程中各點(diǎn)位置上引發(fā)的散射光（拉曼散射光中的斯托克斯和反斯托克斯）中的后向散射部分再次經(jīng)過光纖傳輸通道進(jìn)入定向耦合器耦合到接收通道。通過光學(xué)濾波后，濾掉能量相對(duì)較強(qiáng)的瑞利后向散射光，分離出載有溫度信息的反斯托克斯光和斯托克斯光，分別送光電檢測器進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。再經(jīng)過放大后，送到數(shù)據(jù)采集與處理電路進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換及信號(hào)的相關(guān)處理，并將處理后的信息送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理和顯示.

脈沖光源選用國產(chǎn)大光腔大功率半導(dǎo)體激光器，入纖峰值功率達(dá)110 W，脈沖寬度為50 ns，中心波長為1 550 nm，偏移量小于2 nm；耦合器分光比是50：38：12，目的是減少光損耗；濾波器采用鍍膜光學(xué)濾波片，并多片疊加使用以降低泵浦光的干擾，濾波器的波長偏移量小于5 nm；光電檢測器要求帶寬為80 MHz，選用C30902E/C30724E；放大器必須是高增益、寬帶、低噪聲的放大器，選用軌到軌運(yùn)放AD8552；光纖傳感器是由線性分布光纖溫度傳感器和分布光纖點(diǎn)式繞組溫度傳感器組成；數(shù)據(jù)采集電路的A/D轉(zhuǎn)換器采用高速8位A/D轉(zhuǎn)換器AD9048來實(shí)現(xiàn)，采樣速率為35MSPS。

自行設(shè)計(jì)的溫度場測量系統(tǒng)進(jìn)行溫度標(biāo)定后，在對(duì)重質(zhì)油熱采時(shí)的溫度場進(jìn)行時(shí)，將光纖分布在隔熱管內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)長度約為1 400 m的溫度場測量。經(jīng)過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該溫度場測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法獨(dú)特，系統(tǒng)的空間分辨率達(dá)到了1 m，測溫達(dá)到了O.5℃，可以滿足重質(zhì)油熱采時(shí)的溫度場測量的要求。

分布式光纖測溫系統(tǒng)作為一種目前正在興起的測溫領(lǐng)域的新技術(shù)，優(yōu)勢(shì)十分明顯，不但在高尖領(lǐng)域得到應(yīng)用，而且在傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域被迅速推廣。該系統(tǒng)特別適用于對(duì)大面積、多點(diǎn)的連續(xù)實(shí)時(shí)性的溫度場測量要求，完全可以憑借其獨(dú)特的材料及形態(tài)上的優(yōu)點(diǎn)去取代大部分傳統(tǒng)的測溫系統(tǒng)。我國石油行業(yè)對(duì)于分布式光纖測溫系統(tǒng)的使用和研發(fā)正處于起步階段，隨著制作技術(shù)的日益成熟和器件性能的不斷提高，分布式光纖測溫系統(tǒng)必將在石油開采等領(lǐng)域中得到更為廣泛的應(yīng)用。

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