基于G-S混合编码的分布式单模光纤测温方法研究

作     者：李昭旭 王宇 郭欣明 刘昕 白清 靳宝全 

作者机构：太原理工大学物理与光电工程学院 太原理工大学电子信息工程学院 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：山西省水利科学技术研究与推广项目(2024GM18) 山西省重点研发计划项目(202102130501021) 中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX20231B004)资助 

主　　题：光纤温度传感 拉曼光时域反射 脉冲编码 G-S混合编码 测温误差 

摘      要：为了减少分布式单模光纤温度传感系统的测温误差，文中提出了一种基于Golay-Simplex混合编码的单模光纤温度测量方法。首先将4路G码进行S码变换实现了12路G-S混合编码调制，再依次对12路编码输出信号进行S码解码处理与G码解码处理，并采用累加平均与小波变换进行了测温曲线降噪，验证了G-S混合编码的编码增益为G码与S码的编码增益乘积。对比实验结果表明，在30km单模光纤长度、50ns脉宽与64bit编码长度的条件下，G-S混合编码测温系统的反斯托克斯信号幅值曲线波动范围较小，且在整个光纤长度内信噪比较大，信噪比高于Golay码编码测温系统和单脉冲测温系统。G-S混合编码的稳态测温误差可从单脉冲系统的±7.3℃优化至±2.5℃，优于Golay编码分布式拉曼光纤测温系统的测温误差±3.9℃。而空间分辨率可保持为5 m，证明了G-S混合编码在长距离单模光纤测温方面的有效性，有望为水利大坝渗漏温变等基础设施状态的融合感知提供有效的技术解决方案。