本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體的來說是涉及一種新型的光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)正在朝著超高壓、大電網(wǎng)、大容量、自動(dòng)化的方向發(fā)展，一旦發(fā)生事故便會(huì)對國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。如何對正在運(yùn)行的電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測并進(jìn)行安全預(yù)測和溫度變化趨勢分析？如何通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行方式、設(shè)備老化、負(fù)荷不平衡等進(jìn)行科學(xué)分析。這些都是電力系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。傳統(tǒng)的紅外測溫儀、紅外成像儀、感溫電纜、熱電阻式測溫系統(tǒng)等只能對電力系統(tǒng)的局部位置進(jìn)行測溫，無法為安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、高效檢修提供科學(xué)依據(jù)。

目前，對電力電纜的重要部位如接頭等的溫度監(jiān)測主要仍靠人工去測量，例如定期派人到現(xiàn)場用紅外線或激光測溫儀進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量，這種人工測量的方法主要存在以下問題：1、監(jiān)測周期長，許多地方發(fā)熱現(xiàn)象得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理；2、監(jiān)測范圍受限制，只能檢測電纜接頭，無法對封閉在管道里的電力電纜部分進(jìn)行監(jiān)測；3、檢測和分析判斷由人工進(jìn)行，因此檢測和分析結(jié)果受人為因素影響較大；4、紅外線或激光測溫儀價(jià)格往往比較昂貴，受資金影響，其普及和推廣難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的是現(xiàn)有電力電纜溫度檢測困難和資金投入大的問題，提供一種新型的光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

一種新型的光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括激光器、雙向耦合器、恒溫槽、傳感光纖、分光器、光檢測器I、光檢測器II、放大器I、放大器II、數(shù)據(jù)采集卡、控制器、同步控制電路和計(jì)算機(jī)；

所述激光器的輸出端與雙向耦合器的輸入端連接；所述雙向耦合器一端與恒溫槽連接，雙向耦合器的另一端分別與光檢測器I和光檢測器II的輸入端連接；所述恒溫槽與傳感光纖連接；所述光檢測器I和光檢測器II的輸出端分別與放大器I和放大器II的輸入端連接；所述放大器I和放大器II的輸出端均與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集卡的一端與計(jì)算機(jī)連接，數(shù)據(jù)采集卡的另一端與同步控制電路連接；所述控制器的一端與計(jì)算機(jī)連接，另一端與同步控制電路連接。

上述方案中，優(yōu)選的是光檢測器I和光檢測器II與分光器間還設(shè)置有濾波器，濾波器的輸入端與分光器的輸出端連接；濾波器的輸出端分別與光檢測器I和光檢測器II的輸入端連接。

上述方案中，優(yōu)選的是雙向耦合器是將傳感光纖散射回來的喇曼散射光耦合至光濾波器，經(jīng)光濾波器從喇曼散射光中濾出斯托克斯光和反斯托克斯光，由光接收機(jī)接收斯托克斯光和反斯托克斯光，并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大處理，輸出處理后的信號(hào)，該信號(hào)由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采樣，經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算出溫度。

上述方案中，優(yōu)選的是放大器I和放大器II旁設(shè)置有過溫保護(hù)電路，過溫保護(hù)電路的溫度采集點(diǎn)與光放大器連接，過溫保護(hù)電路的輸出端與控制器連接。

本發(fā)明還進(jìn)一步包括電源模塊，電源模塊的輸出端與激光器、雙向耦合器、恒溫槽、傳感光纖、分光器、光檢測器I、光檢測器II、放大器I、放大器II、數(shù)據(jù)采集卡、控制器、同步控制電路和計(jì)算機(jī)連接供電。

上述方案中，優(yōu)選的是電源模塊為DC-DC電源模塊，主要包括逆變器、降壓器和穩(wěn)壓電路，逆變器的輸入端與市電連接，逆變器的輸出端經(jīng)降壓器與穩(wěn)壓電路連接。

上述方案中，優(yōu)選的是數(shù)據(jù)采集卡為多通道的數(shù)據(jù)采集卡，且設(shè)置有并行串口。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1.本發(fā)明具，采用先進(jìn)的光時(shí)域反射技術(shù)和喇曼散射光對溫度敏感的特性，探測出沿著光纖不同位置的溫度的變化，提高了監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和通用性，實(shí)現(xiàn)了電力電纜的系統(tǒng)、全面和準(zhǔn)確的監(jiān)測；

2.本發(fā)明還可以應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)測報(bào)警、隧道、電纜溫度監(jiān)控、大壩滲漏及溫度監(jiān)牢、供熱管道及油氣管滲漏監(jiān)測等各個(gè)領(lǐng)域；

3.本發(fā)明同步控制電路來進(jìn)行同步控制激光器，從而使得激光器發(fā)出的脈沖光與數(shù)據(jù)采集卡同步，進(jìn)一步提高監(jiān)測精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種新型的光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括激光器、雙向耦合器、恒溫槽、傳感光纖、分光器、光檢測器I、光檢測器II、放大器I、放大器II、數(shù)據(jù)采集卡、控制器、同步控制電路和計(jì)算機(jī)；

所述激光器的輸出端與雙向耦合器的輸入端連接；所述雙向耦合器一端與恒溫槽連接，雙向耦合器的另一端分別與光檢測器I和光檢測器II的輸入端連接；所述恒溫槽與傳感光纖連接；所述光檢測器I和光檢測器II的輸出端分別與放大器I和放大器II的輸入端連接；所述放大器I和放大器II的輸出端均與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集卡的一端與計(jì)算機(jī)連接，數(shù)據(jù)采集卡的另一端與同步控制電路連接；所述控制器的一端與計(jì)算機(jī)連接，另一端與同步控制電路連接。

光檢測器I和光檢測器II與分光器間還設(shè)置有濾波器，濾波器的輸入端與分光器的輸出端連接；濾波器的輸出端分別與光檢測器I和光檢測器II的輸入端連接。放大器I和放大器II旁設(shè)置有過溫保護(hù)電路，過溫保護(hù)電路的溫度采集點(diǎn)與光放大器連接，過溫保護(hù)電路的輸出端與控制器連接。過溫保護(hù)電路主要保護(hù)放大器，防止放大器溫度過高而燒毀。

雙向耦合器是將傳感光纖散射回來的喇曼散射光耦合至光濾波器，經(jīng)光濾波器從喇曼散射光中濾出斯托克斯光和反斯托克斯光，由光接收機(jī)接收斯托克斯光和反斯托克斯光，并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大處理，輸出處理后的信號(hào)，該信號(hào)由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采樣，經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算出溫度。

本發(fā)明還進(jìn)一步包括還包括電源模塊，電源模塊的輸出端與激光器、雙向耦合器、恒溫槽、傳感光纖、分光器、光檢測器I、光檢測器II、放大器I、放大器II、數(shù)據(jù)采集卡、控制器、同步控制電路和計(jì)算機(jī)連接供電。電源模塊為DC-DC電源模塊，主要包括逆變器、降壓器和穩(wěn)壓電路，逆變器的輸入端與市電連接，逆變器的輸出端經(jīng)降壓器與穩(wěn)壓電路連接。

數(shù)據(jù)采集卡為多通道的數(shù)據(jù)采集卡，且設(shè)置有并行串口。并行串口主要為能方便和電腦進(jìn)行連接通信，多通道的數(shù)據(jù)采集卡可以快速的采集放大電路中的數(shù)據(jù)。

光檢測器I和光檢測器II均為雪崩光電二極管，主要用于實(shí)現(xiàn)把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，并把轉(zhuǎn)換的信號(hào)進(jìn)一步傳給放大電路進(jìn)行放大。

控制器主要使用單片機(jī)系列的處理器，具有控制簡單、價(jià)格便宜和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)?？刂破髦饕獙?shí)現(xiàn)對放大電路的放大倍數(shù)進(jìn)行控制和控制數(shù)據(jù)采集卡對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集。

計(jì)算機(jī)中主要安裝有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集卡上傳的數(shù)據(jù)傳入電腦的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。主要實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。

本發(fā)明的工作過程：

激光器發(fā)出脈沖光通過雙向耦合器進(jìn)入傳感光纖，傳感光纖內(nèi)分子及不均勻的雜質(zhì)對入射的激光脈沖有散射作用，入射光脈沖沿著光纖向前傳輸，散射光向四周傳輸。只有沿傳感光纖后向傳輸?shù)纳⑸涔鈺?huì)傳輸?shù)诫p向耦合器。

雙向耦合器出來經(jīng)分光器分離出的兩路光信號(hào)，分別由光檢測器I和光檢測器II將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)放大器I和放大器II對電信號(hào)放大，送到數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，便得到精確的光強(qiáng)度量化值。數(shù)據(jù)再由計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理接收和顯示，用戶根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)可以很好查看系統(tǒng)的溫度。

以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的范圍內(nèi)。