專利名稱：一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分布式光纖溫度傳感的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種自動(dòng)校 準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，特別涉及其機(jī)械連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
光纖測(cè)溫傳感系統(tǒng)主要用于交通、建筑、電力、煤礦、石化等行業(yè)，其作 用是對(duì)這些重要的場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控。它對(duì)與保證工業(yè)系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行, 保障生命和財(cái)產(chǎn)的安全起著重要的作用。
現(xiàn)有的光纖測(cè)溫傳感系統(tǒng)是由激光驅(qū)動(dòng)器、激光器、同步控制器、耦合器、 恒溫槽、參考光纖、濾光器、光電探頭、信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組 成。其工作原理為激光器連續(xù)不斷地向探測(cè)光纜中發(fā)射激光，激光在光纜中
傳輸過程中會(huì)發(fā)生后向散射，由于喇漫(Raman)光譜對(duì)溫度是敏感的，通過耦 合器和分光器將后向散射光中的喇漫(Raman)光譜分離出來，再經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換 和信號(hào)放大處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再將采集到的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器計(jì)算 機(jī)進(jìn)行處理計(jì)算，最終得出溫度數(shù)據(jù)。
在分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中，激光器光強(qiáng)是一個(gè)很重要的參數(shù)，但隨著激 光器使用時(shí)間的增長，激光的光強(qiáng)會(huì)逐漸減弱，進(jìn)而會(huì)影響測(cè)溫裝置的準(zhǔn)確性； 現(xiàn)有辦法是定期將設(shè)備返還廠家進(jìn)行檢測(cè)、校準(zhǔn)。這樣不僅需要很大的人力物 力，還會(huì)是中斷溫度檢測(cè)。
綜上所述，仍然需要對(duì)現(xiàn)有光纖測(cè)溫傳感裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，其 對(duì)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，有效改善了激光光強(qiáng)減弱的問題克服了現(xiàn)有光纖 測(cè)溫傳感系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)和不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光 纖測(cè)溫傳感裝置，它主要包括裝置外殼，裝置外殼內(nèi)設(shè)有激光器，激光器的輸 入端與激光驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器的輸入端與同步控制器的輸出端 連接，耦合器的輸出端與濾光器的輸入端連接，濾光器的輸出端與光電探測(cè)器 的輸入端連接，光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)放大器的輸入端連接，信號(hào)放大器 的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端連接，耦合器處設(shè)有光纖接口，其特征在于 所述激光器的輸出端與分路器的輸入端連接，分路器的輸出端分別與耦合器、 光信號(hào)檢測(cè)器的輸入端連接，光信號(hào)檢測(cè)器的輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連接， 調(diào)節(jié)器的輸出端與信號(hào)放大器的了另一輸入端連接，同步控制器的另一輸出端 分別與光信號(hào)檢測(cè)器另一輸入端、數(shù)據(jù)采集器另一輸入端連接，同步控制器的 輸入端與數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接，數(shù)據(jù)處理器的輸入端與數(shù)據(jù)采集器的輸出 端連接。
本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，本實(shí)用新型 自動(dòng)校準(zhǔn)增益的分布式光纖測(cè)溫傳感裝置與傳統(tǒng)的光纖測(cè)溫傳感裝置相比本實(shí) 用新型有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1、 該裝置不需要定期返回廠家進(jìn)行校正，節(jié)省物力財(cái)力；
2、 裝置可以維持長時(shí)間的連續(xù)精準(zhǔn)地測(cè)量。 3 、 大大減少項(xiàng)目運(yùn)作停工時(shí)間和次數(shù)。

圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型工作原理圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步進(jìn)行描述
本實(shí)用新型為一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，它主要包括裝置
外殼14,裝置外殼14內(nèi)設(shè)有激光器3，激光器3的輸入端與激光驅(qū)動(dòng)器2的輸 出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器2的輸入端與同步控制器1的輸出端連接，耦合器7的 輸出端與濾光器8的輸入端連接，濾光器8的輸出端與光電探測(cè)器9的輸入端 連接，光電探測(cè)器9的輸出端與信號(hào)放大器10的輸入端連接，信號(hào)放大器10 的輸出端與數(shù)據(jù)采集器ll的輸入端連接，耦合器7處設(shè)有光纖接口 15，其區(qū)別 于現(xiàn)有技術(shù)在于所述激光器3的輸出端與分路器4的輸入端連接，分路器4 的輸出端分別與耦合器7、光信號(hào)檢測(cè)器5的輸入端連接，光信號(hào)檢測(cè)器5的輸 出端與調(diào)節(jié)器6的輸入端連接，調(diào)節(jié)器6的輸出端與信號(hào)放大器10的了另一輸 入端連接，同步控制器1的另一輸出端分別與光信號(hào)檢測(cè)器5另一輸入端、數(shù) 據(jù)采集器11另一輸入端連接，同步控制器1的輸入端與數(shù)據(jù)處理器12的輸出 端連接，數(shù)據(jù)處理器12的輸入端與數(shù)據(jù)采集器11的輸出端連接，所述數(shù)據(jù)處 理器12與計(jì)算機(jī)13雙向連接。
在本裝置具體實(shí)施時(shí)，激光器的一端與激光驅(qū)動(dòng)器連接；激光器的另一端 與分路器連接，分路器將激光器發(fā)出的激光分成兩束子激光，其中一路激光通 向傳感光纖用來進(jìn)行正常測(cè)量，傳感光纖中的后向散射信號(hào)被耦合器分離一路 出來傳入濾光器、探測(cè)器和放大器，射入到數(shù)據(jù)采集器；另一路激光射入到光 信號(hào)檢測(cè)器中，光信號(hào)檢測(cè)器定時(shí)對(duì)入射光進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)入射光衰減超過自定義標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，光信號(hào)檢測(cè)器啟動(dòng)調(diào)節(jié)器對(duì)放大器進(jìn)行調(diào)節(jié)，間接地補(bǔ)償了激光器
因長期使用而產(chǎn)生的光強(qiáng)的衰減；計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)處理器連接，進(jìn)而控制同步控 制器和接收數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)；同步控制器的三個(gè)同步信號(hào)輸出端分別于激光 驅(qū)動(dòng)器、光信號(hào)檢測(cè)器和數(shù)據(jù)采集器連接，向它們發(fā)送同步信號(hào)使其同步工作。
其中計(jì)算機(jī)是外圍設(shè)備，其他設(shè)備是封閉在一個(gè)箱體內(nèi)，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù) 通訊接口和數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行通訊讀取內(nèi)部數(shù)據(jù)，并顯示在計(jì)算機(jī)上。
在具體實(shí)施時(shí)，所述的同步控制器的是采用德州儀器公司的CDCE913同步 時(shí)鐘電路模塊實(shí)現(xiàn)的；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的激光驅(qū)動(dòng)器是采用高速電路制作的電流驅(qū)動(dòng)器，可 以很好地驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的激光器是半導(dǎo)體激光器，可根據(jù)激光驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電 流來發(fā)射激光；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的分路器采用；深圳市光網(wǎng)通科技有限公司的寬帶工 作為800nm到1600nm的標(biāo)準(zhǔn)分路器；
在具體實(shí)施時(shí)，光信號(hào)檢測(cè)器采用高靈敏度APD雪崩二極管(可采用深圳 興博公司的InGaAs APD型雪崩光電二極管)來探測(cè)激光，將喇漫光信號(hào)轉(zhuǎn)換電 信號(hào)；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的耦合器是采用Y型光纖耦合器，它將后向散射回來 的激光分分出一路傳給濾光器；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的濾光器采用棱鏡式慮光片(可采用precision photonics公司的MI1000-TiD型)來慮光，將多余的光慮掉，只留下喇漫光；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的光電探測(cè)器采用高靈敏度APD雪崩二極管來探測(cè)激光，將喇漫激光信號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào);
在具體實(shí)施時(shí)，所述的放大器是采用德州儀器公司的0PA365型高性能的運(yùn) 算大器；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的數(shù)據(jù)采集器是采用德州儀器公司的高速數(shù)據(jù)采集器， 運(yùn)行速度為100Mb/s;
在具體實(shí)施時(shí)，所述的數(shù)據(jù)處理器是采用ALTERA公司的高速FPGA來實(shí)現(xiàn)
的；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的探測(cè)光纜16是采用62. 5/125Mm多模光纖加低煙無 卣外護(hù)套，帶寬范圍為》400MHZ⑨850nm、 >1000MHZ@1300nm，衰減范圍為 《3. 0dB@850nm、《0. 8dB@1300nm;
在具體實(shí)施時(shí)，所述的參考光纖與探測(cè)光纜所用的光纖相同；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的計(jì)算機(jī)是通用的工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)。
如圖2中所示，當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送開始測(cè)量命令給數(shù)據(jù)處理器時(shí)，數(shù)據(jù)處理器 立刻驅(qū)動(dòng)同步控制器發(fā)出同步脈沖要求激光驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)檢測(cè)器和數(shù)據(jù)采集器 同時(shí)開始工作；激光驅(qū)動(dòng)器接到同步控制器發(fā)來的同步脈沖后就開始驅(qū)動(dòng)激光 器工作，向光纖中連續(xù)不斷地發(fā)送激光信號(hào)；分路器會(huì)將激光分離出一條送往 光信號(hào)檢驗(yàn)器，用來檢驗(yàn)；另一部分激光傳輸?shù)焦饫w進(jìn)行溫度檢測(cè)；激光在光 纖中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生后向喇漫散射，后向散射回來的激光信號(hào)被耦合器分離一路 出來送往濾光器；濾光器就會(huì)將送來的激光信號(hào)中的喇漫光信號(hào)分離出來，然 后再傳送給光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再將電倍號(hào)傳送給放大器 進(jìn)行信號(hào)放大處理；經(jīng)過放大處理過的電信號(hào)由并行的數(shù)據(jù)采集器來進(jìn)行數(shù)據(jù) 采集，經(jīng)并行數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器綜合處理，最后經(jīng)FPGA高速數(shù)據(jù)處理器處理過的數(shù)據(jù)被送給計(jì)算機(jī)顯示溫度曲線。
當(dāng)時(shí)由分路器分出的通往信號(hào)檢驗(yàn)器的入射光也會(huì)減小，信號(hào)檢驗(yàn)器每隔一定 時(shí)間(例如設(shè)定一周)就會(huì)啟動(dòng)調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)一次放大器，使其按一定比例補(bǔ) 償調(diào)節(jié)放大器，以彌補(bǔ)長期激光器衰減必須定期派專業(yè)人員測(cè)量調(diào)試制的缺陷 和不足，使并行的數(shù)據(jù)采集器輪流按照一定的循序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。
權(quán)利要求1. 一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，它主要包括裝置外殼(14)，裝置外殼(14)內(nèi)設(shè)有激光器(3)，激光器(3)的輸入端與激光驅(qū)動(dòng)器(2)的輸出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器(2)的輸入端與同步控制器(1)的輸出端連接，耦合器(7)的輸出端與濾光器(8)的輸入端連接，濾光器(8)的輸出端與光電探測(cè)器(9)的輸入端連接，光電探測(cè)器(9)的輸出端與信號(hào)放大器(10)的輸入端連接，信號(hào)放大器(10)的輸出端與數(shù)據(jù)采集器(11)的輸入端連接，耦合器(7)處設(shè)有光纖接口(15)，其特征在于所述激光器(3)的輸出端與分路器(4)的輸入端連接，分路器(4)的輸出端分別與耦合器(7)、光信號(hào)檢測(cè)器(5)的輸入端連接，光信號(hào)檢測(cè)器(5)的輸出端與調(diào)節(jié)器(6)的輸入端連接，調(diào)節(jié)器(6)的輸出端與信號(hào)放大器(10)的另一輸入端連接，同步控制器(1)的另一輸出端分別與光信號(hào)檢測(cè)器(5)另一輸入端、數(shù)據(jù)采集器(11)另一輸入端連接，同步控制器(1)的輸入端與數(shù)據(jù)處理器(12)的輸出端連接，數(shù)據(jù)處理器(12)的輸入端與數(shù)據(jù)采集器(11)的輸出端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，其特 征在于所述數(shù)據(jù)處理器(12)與計(jì)算機(jī)(13)雙向連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)校準(zhǔn)型分布式光纖測(cè)溫傳感裝置，其特征在于激光器的輸出端與分路器的輸入端連接，分路器的輸出端分別與耦合器、光信號(hào)檢測(cè)器的輸入端連接，光信號(hào)檢測(cè)器的輸出端與調(diào)節(jié)器的輸入端連接，調(diào)節(jié)器的輸出端與信號(hào)放大器的了另一輸入端連接，同步控制器的另一輸出端分別與光信號(hào)檢測(cè)器另一輸入端、數(shù)據(jù)采集器另一輸入端連接，同步控制器的輸入端與數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接，數(shù)據(jù)處理器的輸入端與數(shù)據(jù)采集器的輸出端連接，本實(shí)用新型自動(dòng)校準(zhǔn)增益的分布式光纖測(cè)溫傳感裝置與傳統(tǒng)的光纖測(cè)溫傳感裝置相比本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.該裝置不需要返還廠家測(cè)量調(diào)試，節(jié)省物力財(cái)力；2.裝置可以維持長時(shí)間的連續(xù)精準(zhǔn)地測(cè)量；3.大大減少項(xiàng)目運(yùn)作停工時(shí)間和次數(shù)。
文檔編號(hào)G01K11/32GK201247111SQ20082015258
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者仝芳軒, 亮 劉, 周正仙 申請(qǐng)人:上海華魏自動(dòng)化設(shè)備有限公司