一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，脈沖LD驅(qū)動器與激光二極管連接發(fā)出一列均勻光脈沖，激光二極管與雙向耦合器連接，雙向耦合器與波分復用器連接，經(jīng)過波分復用器注入到傳感光纖中，傳感光纖中的后向瑞利散射光及承載分布溫度信息的后向喇曼散射光背向傳播后再通過波分復用器分成兩路進入到與波分復用器所連接的光學濾波器中，光學濾波器與APD光電探測器連接，APD光電探測器與放大器連接，放大器通過A/D轉(zhuǎn)換器與信號采集處理卡連接，信號采集處理卡通過無線通信模塊與計算機連接，計算機還連接有一個打印機，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可改善信噪比，提高系統(tǒng)的可靠性、空間分辨率和測溫精度，同時實現(xiàn)了遠程控制，可以實時監(jiān)測。
【專利說明】
一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及分布式光纖溫度傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度場的光纖傳感系統(tǒng)。在系統(tǒng)中光纖既是傳輸媒體又是傳感媒體，利用光纖背向喇曼散射的溫度效應，光纖所處空間各點的溫度場調(diào)制了光纖中的背向喇曼散射的強度，即反斯托克斯背向喇曼散射光的強度，經(jīng)波分復用器和光電檢測器采集了帶有溫度信息的背向喇曼散射光電信號，再經(jīng)信號處理系統(tǒng)解調(diào)后，將溫度信息實時從噪聲中提取出來并進行顯示，它是一種典型的光纖通信網(wǎng)絡，在時域里，利用光纖中光波的傳播速度和背向光回波的時間間隔，利用光纖的光時域反射技術(shù)(OTDR)對所測溫度點定位，它是一種典型的光雷達系統(tǒng)。但是傳統(tǒng)的基于OTDR的分布式光纖喇曼溫度傳感器的后向喇曼散射信號很微弱，信噪比較差，系統(tǒng)可靠性、空間分辨率和測溫精度不高，從光纖后向散射回來的光譜包括多種譜線，而反斯托克斯光、瑞利光和斯托克斯光的光譜相隔較遠，增加了光部件的插損。
[0003]因此，為克服上述技術(shù)的不足而設計出一款改善信噪比，提高系統(tǒng)的可靠性、空間分辨率和測溫精度的一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，正是發(fā)明人所要解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，可改善信噪比，提高系統(tǒng)的可靠性、空間分辨率和測溫精度。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，其包括脈沖LD驅(qū)動器、激光二極管、雙向耦合器、波分復用器、傳感光纖、光學濾波器、AH)光電探測器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號采集處理卡、無線通信模塊、計算機，所述脈沖LD驅(qū)動器與激光二極管連接發(fā)出一列均勻光脈沖，所述激光二極管與雙向耦合器連接，所述雙向耦合器與波分復用器連接，經(jīng)過所述波分復用器注入到傳感光纖中，所述傳感光纖中的后向瑞利散射光及承載分布溫度信息的后向喇曼散射光背向傳播后再通過波分復用器分成兩路進入到與波分復用器所連接的光學濾波器中，所述光學濾波器與APD光電探測器連接，所述APD光電探測器與放大器連接，所述放大器通過A/D轉(zhuǎn)換器與信號采集處理卡連接，所述信號采集處理卡通過無線通信模塊與計算機連接。
[0006]進一步，所述計算機還連接有一個打印機。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]1、本實用新型本實用新型通過時分波分復用技術(shù)組成星形或環(huán)形的局域傳感網(wǎng)，接入計算機，組成綜合的智能光纖傳感網(wǎng)，減少了光回波能的損耗，降低光部件的插損。系統(tǒng)采用脈沖LD驅(qū)動器以及將后向散射信號通過兩只AH)光電探測器轉(zhuǎn)換成微弱信號后放大再利用高速信號處理采集卡采集處理信號，消除了隨機噪聲，改善了信噪比，提高了系統(tǒng)的可靠性、空間分辨率和測溫精度。
[0009]2、本實用新型將信號采集處理卡通過無線通信模塊與計算機連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，可實時對系統(tǒng)進行監(jiān)測。計算機連接有一個打印機，打印機能自動紀錄并打印報警點位置及報警時的時間。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]附圖標記說明:1-脈沖LD驅(qū)動器;2-激光二極管;3-雙向耦合器;4-波分復用器;5-傳感光纖;6-光學濾波器;7-AH)光電探測器;8-放大器;9-A/D轉(zhuǎn)換器;10-信號采集處理卡；11_無線通?目模塊;12-計算機。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0013]參見圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖，該結(jié)構(gòu)一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，包括脈沖LD驅(qū)動器1、激光二極管2、雙向親合器3、波分復用器4、傳感光纖5、光學濾波器6、AH)光電探測器7、放大器8、A/D轉(zhuǎn)換器9、信號采集處理卡10、無線通信模塊11、計算機12，脈沖LD驅(qū)動器I與激光二極管2連接發(fā)出一列均勾光脈沖，激光二極管2與雙向親合器3連接，雙向耦合器3與波分復用器4連接，經(jīng)過波分復用器4注入到傳感光纖5中，傳感光纖5中的后向瑞利散射光及承載分布溫度信息的后向喇曼散射光背向傳播后再通過波分復用器4分成兩路進入到與波分復用器4所連接的光學濾波器6中，光學濾波器6與AH)光電探測器7連接，APD光電探測器7與放大器8連接，放大器8通過A/D轉(zhuǎn)換器9與信號采集處理卡10連接，信號采集處理卡10通過無線通信模塊11與計算機12連接。
[0014]由脈沖LD驅(qū)動器I發(fā)出一列均勻光脈沖，注入到與之耦合的光纖中，再經(jīng)過波分復用器4注入到傳感光纖5中。傳感光纖5布置于被測溫度場分布環(huán)境中，這樣傳感光纖5中的后向瑞利散射光及承載分布溫度信息的后向喇曼散射光背向傳播，且再次通過波分復用器4分成兩路進入到光學濾波器6中。光學濾波器6濾除后向散射光中較強的瑞利光信號，并把光強較弱的喇曼反斯托克斯和斯托克斯后向散射光信號分開。反斯托克斯及斯托克斯這兩路光信號，通過光纖耦合進入兩只APD光電探測器7及低噪聲寬帶放大器8組成的兩路光接收機中進行光電轉(zhuǎn)換及信號放大。兩路放大電信號再通過A/D轉(zhuǎn)換器9由50MHz的雙通道高速瞬態(tài)信號處理采集卡10采集，經(jīng)過無線通信模塊11傳輸信號，最后數(shù)據(jù)經(jīng)計算機12進行處理獲取沿光纖分布的溫度、距離和溫度變化曲線。
[0015]將傳感光纖5按檢測需要分成若干個分區(qū)，根據(jù)分區(qū)的情況設置溫度和升溫速率報警電平，當某個位置達到和超過該電平時，系統(tǒng)發(fā)出聲、光報警信號，計算機12連接有一個打印機，打印機能自動紀錄并打印報警點位置及年、月、日、時、分、秒。計算機12可以顯示時光時域反射曲線信號、溫度、升溫速率、光纖上各點溫度信號電平值、溫度值、升溫速率，將光纖平面布線圖預先輸入計算機，則可在圖形上直接顯示溫度的變化。
[0016]本實用新型通過波分復用技術(shù)組成星形或環(huán)形的局域傳感網(wǎng)，接入計算機12，組成綜合的智能光纖傳感網(wǎng)，減少了光回波能的損耗，降低光部件的插損。系統(tǒng)采用脈沖LD驅(qū)動器I以及將后向散射信號通過兩只AH)光電探測器7轉(zhuǎn)換成微弱信號后放大再利用高速信號處理采集卡10采集處理信號，消除了隨機噪聲，改善了信噪比，提高了系統(tǒng)的可靠性、空間分辨率和測溫精度。
【主權(quán)項】
1.一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，其特征在于:其包括脈沖LD驅(qū)動器、激光二極管、雙向耦合器、波分復用器、傳感光纖、光學濾波器、APD光電探測器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號采集處理卡、無線通信模塊、計算機，所述脈沖LD驅(qū)動器與激光二極管連接發(fā)出一列均勻光脈沖，所述激光二極管與雙向耦合器連接，所述雙向耦合器與波分復用器連接，經(jīng)過所述波分復用器注入到傳感光纖中，所述傳感光纖中的后向瑞利散射光及承載分布溫度信息的后向喇曼散射光背向傳播后再通過波分復用器分成兩路進入到與波分復用器所連接的光學濾波器中，所述光學濾波器與APD光電探測器連接，所述APD光電探測器與放大器連接，所述放大器通過A/D轉(zhuǎn)換器與信號采集處理卡連接，所述信號采集處理卡通過無線通信模塊與計算機連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型分布式光纖傳感溫度報警系統(tǒng)，其特征在于:所述計算機還連接有一個打印機。
【文檔編號】G01K11/32GK205562071SQ201620372480
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】韓丙辰, 張?zhí)靹? 史建華
【申請人】山西大同大學