[實用新型]基于拉曼光反射的測溫裝置無效

申請號：	201020547055.1	申請日：	2010-09-29
公開（公告）號：	CN201837484U	公開（公告）日：	2011-05-18
發明（設計）人：	馬昕;常軍	申請（專利權）人：	山東大學
主分類號：	G01K11/32	分類號：	G01K11/32
代理公司：	濟南圣達知識產權代理有限公司 37221	代理人：	張勇
地址：	250100 山***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于拉曼光反射測溫裝置
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及一種基于拉曼光反射的測溫裝置，主要用于長距離實時溫度測量。

背景技術

光纖技術是近20年來迅猛發展的新技術，分布式光纖傳感技術是當前光纖在工業檢測應用中的一個亮點，基于拉曼反射的溫度檢測，其反射回的拉曼光的幅度與外界溫度的高低有較明顯的關系。而某一溫度下的位置信息則可由反射光的返回時間測得。這樣，通過連續采集反射光的幅度即可得到溫度和位置信息。

在基于拉曼后向時域反射光中，反斯托克斯(AN-STROKES)和斯托克斯(STROKES)光均與溫度相關，其中反斯托克斯對溫度尤其敏感。但一個共同特點是這些反射光的光強非常微弱，因此必須要對反射信號進行增強處理。常用的方法是多次累加平均以克服干擾，通常累加次數要超過萬次才能有較好的效果。

要想得到長距離的有效信息，每次的采樣點必須增加。當一個光脈沖從光纖的一端射入光纖時，這個光脈沖會沿著光纖向前傳播，在傳播中的每一點都會產生反射，反射之中有一小部分的反射光的方向正好與入射光的方向相反(亦可稱為“背向”)。這種背向反射光的強度與光纖中的反射點的溫度有一定的相關關系。光傳播是需要時間的，這樣通過記錄接收到反射光的時刻就可估計出反射的來源位置。對于采樣周期固定的數字采樣來說，這個時間對應的就是采樣點的點數。比如在拉曼檢測系統中，STROKES和AN-STROKES光非常微弱，采用100M采樣，測量距離達到10km，每次采樣要10000個點，一萬次采樣就是1億一個點。

傳統的做法是將采集到的信號送入微機或微處理器中進行累加處理，但由于傳輸以及運算速度的影響，必須要加入緩存，并且每批數據與下批數據必須留有足夠的時間間隔。這樣，如要進行萬次平均，將要消耗很長時間，檢測的實時性大打折扣。

此外，拉曼分布式測溫系統的定標通常是在使用前通過實驗室中利用恒溫槽進行定標，而在實際應用環境中，由于外界因素與定標時的環境因素可能會有較大差異，從而造成測量結果誤差較大。

公開號為CN?1444026A的中國專利“遠程30公里分布光纖拉曼溫度傳感器系統”，公開號為CN101162158A的中國專利“超遠程分布式光纖拉曼與布里淵光子傳感器”，公開號為CN101162175A的中國專利“集成拉曼放大器的超遠程分布式光纖拉曼光子溫度傳感器”，這三個專利采用的是高速采集卡進行采集，多次采集的數據必須先進行存儲然后才能進行處理，速度慢，造成響應時間明顯滯后，后期的算法主要依靠計算機來完成，不易于實現并行處理，靈活性差。

實用新型內容

針對以前的分布式測溫儀器體積較大，無法自適應定標，以及響應時間較慢等缺點，本實用新型提供測溫裝置省去恒溫槽，微機箱，體積大幅度縮小的，通過在光纖始端附近附加的電子式溫度傳感器測得的溫度作為參考，自動進行參數定標的，濾波信號處理速度快，溫度失真小的基于拉曼光反射的測溫裝置及方法。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

基于拉曼光反射的測溫裝置，它包括：

嵌入式處理器，它控制激光發射裝置，接收來自濾波裝置輸出的濾波信號；

激光發射裝置，它接受嵌入式處理器控制，輸出激光到波分復用裝置；

波分復用裝置，對光信號進行隔離與濾波，分離出stroke光及反stroke光；

光電處理裝置，將光信號轉換為電信號；

濾波處理裝置，對電信號進行高速累加及平均濾波；

電子測溫模塊，測定光纖始端的溫度并用來標定；

嵌入式處理器與激光發射裝置輸入端連接，激光發射裝置輸出端與波分復用裝置輸入端連接；波分復用裝置與光纖雙向通信；同時波分復用裝置輸出光信號經光電轉換后進入濾波處理裝置，濾波裝置的輸出端與嵌入式處理器的輸入端連接。

所述激光發射裝置包括激光器驅動電路和激光器；激光器驅動電路分別與處理器和激光器連接；所述激光器與波分復用裝置連接；激光器為中心波長1550nm的DFB激光器，峰值功率20W。