JJF(津)118-2024 分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范　

JJF(津)118-2024分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范MetrologicalCalibrationSpecificationforJJF(津)118-2024主要起草單位：天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院參加起草單位：天津大學(xué)本規(guī)范主要起草人：李元耀(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)張濤(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)參加起草人：丁振楊(天津大學(xué))劉柯(天津求實(shí)飛博科技有限公司)封皓(天津精儀精測(cè)科技有限公司)劉震(天津慧感光電科技有限公司)I 2引用文件 3概述 4計(jì)量特性 4.1最大測(cè)量長(zhǎng)度 4.2定位誤差 6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 6.3定位誤差 6.4空間分辨率 7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) 8復(fù)校時(shí)間間隔 附錄A校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)推薦格式 附錄B校準(zhǔn)原始記錄推薦格式 附錄C分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)不確定度評(píng)定示例 ⅡJJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》、JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》共同構(gòu)成支撐本校準(zhǔn)規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次制定。1JJG959光時(shí)域反射計(jì)檢定規(guī)程JJF1198-2022通信用可調(diào)諧激光源校準(zhǔn)規(guī)范其最新版本(包括所有的修改版)適用于本規(guī)范。測(cè)量臂測(cè)量臂耦合器參考臂反射鏡探測(cè)器現(xiàn)對(duì)探測(cè)光纜周?chē)h(huán)境中的振動(dòng)或者聲波信號(hào)的分布式探測(cè)；而利用光纖的本征特性、2入射光與光纖沿線某點(diǎn)的后向散射光產(chǎn)生干涉，該點(diǎn)上的聲音或振動(dòng)的變化會(huì)引起該干涉光相位的線性變化，因此在接收端對(duì)該點(diǎn)的干涉光相位進(jìn)行解調(diào)就可以確定聲音或振動(dòng)的變化量。由于光纖在空間中的連續(xù)分布，可以定量檢測(cè)到空間上的任意一點(diǎn)發(fā)生的物理量的變化，從而實(shí)現(xiàn)分布式傳感。4計(jì)量特性4.1最大測(cè)量長(zhǎng)度：≥10km。4.2定位誤差：優(yōu)于±20m。4.3空間分辨率：≤10m。4.1、4.3按送檢儀器技術(shù)說(shuō)明書(shū)要求。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件5.1.1環(huán)境溫度：(23±5)℃,校準(zhǔn)期間溫度變化不超過(guò)2℃。5.1.2相對(duì)濕度：≤80%。5.1.4周?chē)鸁o(wú)影響校準(zhǔn)結(jié)果的振動(dòng)和強(qiáng)磁場(chǎng)。5.2校準(zhǔn)用計(jì)量器具5.2.1光時(shí)域反射計(jì)(OTDR):優(yōu)于±(1+2×10-5·L+取樣分辨力)m,L為測(cè)試距離。5.2.2振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置：加速度測(cè)量不確定度優(yōu)于3%(k=2)。5.2.3光功率計(jì)：測(cè)量不確定度：5%(k=2)。5.2.4標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺：MPE:±(0.03+0.03L)mm,L以米為單位，當(dāng)L不是整數(shù)米時(shí)，取最接近的較大整數(shù)。5.2.5校準(zhǔn)用光纖：FC/APC單模光纖。6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備6.1.1目視檢查部件安裝是否牢固，表面有無(wú)影響計(jì)量性能的碰傷、劃痕及影響校準(zhǔn)36.1.2按被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)要求的電壓加電，觀察自檢是否通過(guò)，顯示是6.1.3按被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)要求進(jìn)行自校6.2最大測(cè)量長(zhǎng)度a)按儀器技術(shù)說(shuō)明書(shū)的最大測(cè)量長(zhǎng)度準(zhǔn)備校準(zhǔn)用光纖，光纖兩端熔接F跳線，也可以一端熔接FC/APC光纖跳線，另一端用切割刀處理端面；b)將校準(zhǔn)用光纖放置在隔震平臺(tái)，將校準(zhǔn)用光纖接入到OTDR中；c)測(cè)量背向反射曲線，搜索末端反射峰位置，計(jì)算反射峰平均位置，得到校準(zhǔn)用d)重復(fù)步驟c)3次，取平均值為校準(zhǔn)用光纖標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度L1;e)將校準(zhǔn)用光纖接入待檢儀器，重復(fù)步驟c)d),得到校準(zhǔn)用光纖長(zhǎng)度L2,則L=L2-L1為最大測(cè)量長(zhǎng)度示值誤差。6.3定位誤差a)準(zhǔn)備≥3段長(zhǎng)度不等的校準(zhǔn)用光纖，每段光纖均兩端熔接FC/APC接頭，每段光纖長(zhǎng)度>待檢儀器的空間分辨率，將校準(zhǔn)用光纖用法蘭盤(pán)連接，連接后總長(zhǎng)度小于待檢b)將待測(cè)光纖放置在隔震平臺(tái)，若校準(zhǔn)用光纖≥10m,則將校準(zhǔn)用光纖接入到OTDR損耗位置(法蘭盤(pán)連接處),分別為P11,P21,P31;若校準(zhǔn)用光纖<10m,則用標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺讀取位置間隔(法蘭盤(pán)連接處),分別為P11,P21,P31;c)將校準(zhǔn)用光纖接入待檢儀器，重復(fù)步驟b),得到校準(zhǔn)用光纖長(zhǎng)度P12,P22,P3平均值為最終測(cè)量結(jié)果。6.4空間分辨率a)按儀器技術(shù)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備校準(zhǔn)用光纖，光纖兩端熔接FC/APC接頭，光纖上b)將校準(zhǔn)用光纖一段接入待檢儀器，開(kāi)啟振動(dòng)臺(tái)，觀察待檢儀器示值，并調(diào)整待c)若待檢儀器空間分辨率≥10m,則將校準(zhǔn)用光纖接入OTDR,在極限分辨力處的辨率<10m,則在極限分辨力處的兩點(diǎn)繞環(huán)，用標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺讀取位置間隔，將此間隔的4d)重復(fù)步驟c),測(cè)量3次取平均值作為校準(zhǔn)結(jié)果。6.5輸出光功率a)儀器連接示意圖如圖2所示；感系統(tǒng)主機(jī)率計(jì)a)標(biāo)題“校準(zhǔn)證書(shū)”;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));d)證書(shū)或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的1)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明；p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書(shū)的聲明。5經(jīng)校準(zhǔn)的傳感系統(tǒng)出具校準(zhǔn)證書(shū)，校準(zhǔn)證書(shū)校準(zhǔn)內(nèi)容見(jiàn)附錄A。8復(fù)校時(shí)間間隔標(biāo)準(zhǔn)塊復(fù)校時(shí)間間隔可根據(jù)實(shí)際使用情況由使用用戶(hù)確定，建議復(fù)校時(shí)間間隔一般不超過(guò)1年。6附錄A證書(shū)編號(hào)：一、儀器最大測(cè)量長(zhǎng)度儀器顯示值(km)平均校準(zhǔn)用光纖長(zhǎng)度實(shí)測(cè)值(km)擴(kuò)展不確定度(k=2)二、儀器定位誤差儀器顯示值(m)平均定位誤差實(shí)測(cè)值(m)擴(kuò)展不確定度(k=2)三、儀器空間分辨率平均空間分辨率實(shí)測(cè)值(m)擴(kuò)展不確定度(k=2)四、儀器輸出光功率平均輸出光功率實(shí)測(cè)值(dBm)擴(kuò)展不確定度(k=2)7證書(shū)編號(hào)：一、外觀及工作正常性檢查外觀二、儀器最大測(cè)量長(zhǎng)度測(cè)量次數(shù)i最大測(cè)量長(zhǎng)度顯示值(km)最大測(cè)量長(zhǎng)度參考值(km)12n示值誤差(m)三、儀器定位誤差測(cè)量點(diǎn)P?定位誤差顯示值(m)定位誤差參考值(m)示值誤差(m)測(cè)量次數(shù)i空間分辨率實(shí)測(cè)值(m)123五、儀器輸出光功率JJF(津)118-20248測(cè)試波長(zhǎng)：測(cè)量次數(shù)i輸出光功率實(shí)測(cè)值(dBm)12·n溫度相對(duì)濕度%校準(zhǔn)地點(diǎn)校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)人(簽名):核驗(yàn)人(簽名):JJF(津)118-20249分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)不確定度評(píng)定示例依據(jù)分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范的各校準(zhǔn)項(xiàng)目的計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件及校準(zhǔn)方法的規(guī)定，對(duì)型號(hào)為QS-SDVS402A的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)進(jìn)行了校準(zhǔn)。下面主要針對(duì)分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)最大測(cè)量長(zhǎng)度和輸出光功率校準(zhǔn)的不確定度進(jìn)行分C.1DVS長(zhǎng)度示值校準(zhǔn)的測(cè)量不確定度評(píng)定C.1.1測(cè)量模型△L——被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)長(zhǎng)度測(cè)量示值誤差；Lu——被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度傳遞標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果平均值；Ls——長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值；C.1.2不確定度來(lái)源：a)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ul;b)被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)測(cè)量分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2;c)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3;C.1.3計(jì)算各分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.1.3.1長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1由上級(jí)校準(zhǔn)證書(shū)，可以得到量程50km,脈寬200ns時(shí)，OTDR長(zhǎng)度測(cè)量的最大允許誤差±1.1m,取均勻分布，因此由標(biāo)準(zhǔn)器OTDR帶入的不確定度為：C.1.3.2被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)測(cè)量分辨力引根據(jù)技術(shù)指標(biāo)可知，其分辨力為1m,設(shè)均勻分布，包含因子為√3,則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?為：C.1.3.3長(zhǎng)度傳遞標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3進(jìn)行3次長(zhǎng)度測(cè)試，分別得到長(zhǎng)度值：10.353km、10.343km、10.353km。采用極差法，查表得測(cè)量次數(shù)n=3時(shí)，C=1.69,則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?為：C.1.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度設(shè)各相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量間不相關(guān)，則對(duì)應(yīng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：C.1.5擴(kuò)展不確定度設(shè)各相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量間不相關(guān)，則對(duì)應(yīng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：取包含因子C.2DVS輸出光功率校準(zhǔn)的測(cè)量不確定度評(píng)定C.2.1測(cè)量模型Pu——被校分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)測(cè)量輸出光功率傳遞標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果平均值；C.2.2不確定度來(lái)源：a)標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)引入的不確定度分量u1;b)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?;C.2.3計(jì)