專利名稱：一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電信號檢測及處理裝置，具體為一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置。
背景技術(shù)：
隨著光纖傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，加之光纖傳感本身的一些優(yōu)良特性，使得光纖傳感器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域?qū)饫w傳感器的需求不斷增長，特別是分布式光纖傳感器被用于工程檢測以來，基于其優(yōu)越的性能指標(biāo)，更是表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景?；诶⑸涞姆植际焦饫w溫度傳感正在被應(yīng)用于各種火災(zāi)報(bào)警和需要對溫度進(jìn)行分布式檢測的領(lǐng)域，在該傳感系統(tǒng)中，首先要解決的是對拉曼散射信號的探測，由于拉曼散射光信號十分微弱，通常需要對其進(jìn)行高倍放大。目前，在基于拉曼散射的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中大都采用APD探測器作為光電轉(zhuǎn)換器件，主要是因?yàn)锳PD探測器本身具有很高的放大增益，但是APD探測器的價(jià)格高昂，不利于傳感系統(tǒng)成本的壓縮和大范圍推廣使用。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供了一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，采用PIN探測器結(jié)合高倍放大電路的裝置，同樣可以實(shí)現(xiàn)對微弱拉曼散射信號的探測，不同于常規(guī)的交流耦合高倍增益放大電路，該裝置的放大電路采用了雙極直流耦合的方式，最大限度地保留了原始信號，減小信號失真，最后使得傳感系統(tǒng)的盲區(qū)明顯縮小。本實(shí)用新型的一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，是由PIN高靈敏度接收組件連接直流耦合放大電路構(gòu)成。所述的直流耦合放大電路是由放大電路a、電壓跟隨器和放大電路b依次串聯(lián)構(gòu)成。此段刪除。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本裝置設(shè)有電位器。本實(shí)用新型的一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，提供了一種高性能、低成本的微弱光電信號探測裝置，把該裝置應(yīng)用于分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)，可以有效地避免采用交流耦合放大電路時(shí)出現(xiàn)的過沖現(xiàn)象，減小了信號失真，從而縮小了分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的探測盲區(qū)。由于在本實(shí)用新型中，用PIN探測器替代了價(jià)格高昂的APD探測器，降低了生產(chǎn)成本。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
[0010]本實(shí)用新型的一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，是由PIN高靈敏度接收組件I連接直流耦合放大電路2構(gòu)成。如圖1所示:從入射光纖接頭8入射的拉曼散射光信號經(jīng)PIN高靈敏度接收組件I后轉(zhuǎn)換為極微弱的電壓信號9，該微弱的電信號9被后續(xù)的直流耦合放大電路2放大為可以直接輸入A/D芯片6的放大電壓信號10。 所述的直流耦合放大電路2是由放大電路a3、電壓跟隨器4和放大電路b5依次串聯(lián)構(gòu)成。如圖2所示:在PIN高靈敏度接收組件I中，拉曼散射光信號被轉(zhuǎn)化為電信號，雖然經(jīng)過前置放大，但信號的幅度仍舊十分微弱，還不能直接輸入A/D芯片6進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。PIN高靈敏度接收組件I處所得的微弱電信號先經(jīng)放大電路a3進(jìn)行放大，再經(jīng)電壓跟隨器4穩(wěn)壓，最后經(jīng)直流耦合的放大電路b5再次進(jìn)行放大，最終所得的電壓信號輸入高速A/D芯片。這里放大電路a3由運(yùn)算放大器0PA687組成，電壓跟隨器4由0PA687組成，放大電路b5由AD8063構(gòu)成。本裝置設(shè)有電位器7與電壓跟隨器4電路連接。在圖2中，+V表示+5V直流電壓源，-V表示-5V直流電壓源，正常工作時(shí)，每一路工作電流在30— 80mA范圍內(nèi)。這里，電壓源要有高穩(wěn)定性和低紋波系數(shù)，否則會造成探測結(jié)果失真，影響模塊最佳性能的發(fā)揮。合理選擇運(yùn)放匹配電阻可以使PIN探測器轉(zhuǎn)換所得的微弱信號放大1600倍，同時(shí)帶寬保持在100M以上。調(diào)節(jié)電位器7，可以使輸出端的信號基線在±3V范圍內(nèi)自由調(diào)整，以滿足不同使用場合的要求。本裝置除了可以應(yīng)用于微弱拉曼散射信號的探測外，根據(jù)目標(biāo)探測信號的強(qiáng)度、帶寬等特性，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)運(yùn)放匹配電阻、電容或更換PIN探測器后，本裝置還可以用于其他類型的微弱光信號探測，如瑞利散射信號、布里淵散射信號、受激拉曼信號、受激布里淵信
縣坐
V寸O在1550nm波長的傳感系統(tǒng)中，使用本實(shí)用新型低成本光電轉(zhuǎn)換器件，可以很好地探測到從標(biāo)準(zhǔn)62.5/125多模上IOKm處反射回來的拉曼后向散射光信號，帶寬達(dá)到100M以上，保證了分布式光纖傳感系統(tǒng)的空間分辨率Im的高精度要求，同時(shí)縮小了探測盲區(qū)。
權(quán)利要求1.一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，其特征在于是由PIN高靈敏度接收組件(I)連接直流耦合放大電路(2 )構(gòu)成；所述的直流耦合放大電路(2 )是由放大電路a (3)、電壓跟隨器(4)和放大電路b (5)依次串聯(lián)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，其特征在于本裝置設(shè)有電位器(7)。
專利摘要本實(shí)用新型的一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，是由PIN高靈敏度接收組件和直流耦合放大電路構(gòu)成，PIN高靈敏度接收組件與直流耦合放大電路連接，直流耦合放大電路是由放大電路a、電壓跟隨器和放大電路b依次串聯(lián)構(gòu)成，放大電路a由運(yùn)算放大器OPA687組成，放大電路b由AD8063組成，電壓跟隨器由OPA687組成。本實(shí)用新型的一種用于分布式光纖溫度傳感的微弱光信號探測裝置，其提供了一種高性能、低成本的微弱光電信號探測裝置，把該裝置應(yīng)用于分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)，可以有效地避免采用交流耦合放大電路時(shí)出現(xiàn)的過沖現(xiàn)象，減小了信號失真，從而縮小了分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的探測盲區(qū)。由于在本裝置中，用PIN探測器替代了價(jià)格高昂的APD探測器，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號G01K11/32GK202956221SQ201220666128
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者宋彬, 王海峰, 馬新生, 杜建芳 申請人:大慶航天三沃新技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司