题目：单模光纤拉曼测温技术在热力管道监测中的研究与应用

在热力管道的泄漏监测中，在线、接触、连续和精确的温度监测，有着十分重要的意义。基于此背景，本文开发了一套针对热力管道温度监测的基于单模光纤拉曼技术的分布式测温系统，并对温度解调算法及标定方法进行研究，设计实验验证了系统的性能指标与高温测温效果，最后对热力管道测温的应用进行研究。

首先，本文在理论研究与应用分析的基础上，搭建了一套单模光纤拉曼测温系统样机，并结合理论与实验研究了提高信噪比和稳定性的方法。在样机硬件系统搭建上，研究了光电探测模块、脉冲激光器和光纤波分复用器等关键模块的选择及其与系统性能指标之间的关系。在提高系统信噪比上，通过数字累加和阈值去噪相结合的方法将信噪比从35.4dB提高到了69.2dB。在提高系统稳定性上，针对脉冲激光器、光电探测模块和传输光纤这几个方面的稳定性展开讨论，提出了提高系统稳定性的措施。

然后，针对不同的应用提出了两种温度解调算法与标定方法，并设计实验比较了两种算法的解调效果。第一种用斯托克斯拉曼散射光为参考解调反斯托克斯拉曼散射光来解调温度，本文称之为参考光补偿法，只需将传感光纤的一端接到解调设备中。第二种用被测光纤首尾的反斯托克斯拉曼散射光来解调温度，本文称之为双端自补偿法，可以应用于光纤衰减特性差别或者变化较大的场合，但需要将光纤的首尾两端都接到解调设备中，牺牲了一半的传感距离。设计实验比较了两种解调方法在不同激光脉冲宽度下的性能指标，以及其在高温下的测温效果。结果显示两种温度解调算法都能较好的用于高温环境的温度监测，可以根据实际应用需求灵活选择解调方法和激光脉冲宽度。

最后，对于热力管道测温的应用研究。首先对热力管道测温的特点进行分析，针对埋地热力管道的情况，提出对测温系统的要求。然后研究了传感光纤的选用以及敷设方式，检验了传感光纤的长期工作的性能。设计的标定软件，可以方便的实现系统配置以及温度标定。最后选择双端自补偿法的解调方式，系统能在4分钟内检测到3米的温度异常区域，满足热力管道测温的技术要求。