[發明專利]多點串聯光纖點式測溫系統

無效

• 申請號: 201210058544.4
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN103308210A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張大成;陳超
• 申請（專利權）人: 上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力設備綜合監控領域使用的傳感檢測系統技術領域，尤其涉及一種多點串聯光纖點式測溫系統。

背景技術

傳統的傳感變送器是一種將輸入的被測量物理量隔離并且按照一定的比例變送為電信號的裝置。其輸出可直接與系統遠程控制裝置、記錄儀表等設備的輸入匹配，組成數據采集與監測系統，是保證變壓器、變頻器機組、高壓開光柜等電力設備安全、經濟、穩定運行的重要部件。

在實際應用中，上述現場環境往往極其惡劣，操作人員經常無法到達現場而必須遠距離的采集這些模擬信號，距離遠至幾百米甚至幾公里，除了由于工業現場的各種干擾(如天體放電干擾、電暈電火花放電干擾、電氣設備頻率干擾、感應干擾)會通過不同的耦合方式進入測量系統使信號嚴重失真外，由于現場測量電路地線和后端采集電路地線之間往往存在著幾千伏至上萬伏的共模電壓，如果用電纜直接相連，會產生很大的接地環路電流，對設備以及操作人員的安全構成極大威脅，因此必須在相互隔離的狀態下才能完成高精度的測量。

在這樣的背景下，誕生了光纖傳感變送器，即使用光纖隔離采集端與設備之間的千萬伏級電壓并在其間傳遞數據信號。光纖由于其優異的電氣絕緣特性和良好的抗電磁干擾的能力，在電氣危險環境中的應用極具吸引力。目前已有的光纖傳感變送器主要分為兩大類：一為光纖光柵類利用光譜特性測量方式；二為微控制器類數字變送器。

光纖光柵類利用光譜特性測量方式的光纖傳感變送器具有完全的電氣隔離特性，在采集端沒有電氣部分，而且是一種無源的變送器，但是光纖光柵類傳感變送器由于要使用到成本高昂的S-LED光源和光柵，因此制約了它的推廣與發展。考慮到成本，在35KV以下高壓開關柜、變壓器和高壓變頻器中使用光纖光柵類傳感變送器是不能被生廠商所接受的。

微控制器類數字變送器是在高壓設備內部部署嵌入式微控制系統，采集模擬信號，再將其通過光纖傳回，同樣可以實現光纖隔離。但是由于嵌入式微控制系統需要供電才能正常運行，這些為采集端的微控制系統供電的電氣布線會給產品帶來一系列的安全性挑戰，另外其體積過大的局限性也是導致其在高壓電力設備中可行性不高的原因。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種多點串聯光纖點式測溫系統，通過光纖取電來支持采集端運行，并且拋棄傳統光纜連接方式，采用空間光學結構，以克服現有技術中成本高、安全性低的缺陷，縮減產品體積并降低功耗。

為了達到上述目的，本發明采用一種多點串聯光纖點式測溫系統，包括多個結構相同的采集端和一個解調端，其中所述每一個采集端包括：測定物理量的傳感器；將傳感器測到并輸入的數據信息使用脈沖位置調制方法編碼的處理器；將從處理器輸入的電信號轉換為光信號的調制激光器，所述解調端包括受外部設備控制發射激光的激光器、分頻器及與所述分頻器多個輸出端連接的多個光解調器，其特征在于：所述光纖點式測溫系統還包括：光纖跳線，其兩端分別連接所述采集端和耦合器；光纖取電模塊，位于采集端內，其一端連接處理器，處理器的兩端分別連接所述傳感器及所述調制激光器；所述光纖取電模塊為所述處理器、傳感器及調制激光器供電；第一濾波片，位于所述采集端內，所述第一濾波片與所述調制激光器之間為第一空間光路；所述第一濾波片與所述光纖取電模塊之間為第二空間光路；所述第一濾波片與所述光纖跳線之間為第三空間光路，第二濾波片，位于所述解調端內，所述第二濾波片與所述激光器之間為第五空間光路，所述第二濾波片與所述分頻器之間為第六空間光路。

所述耦合器有多個，每一耦合器的一端分別對應連接光纖跳線并且多個耦合器以串聯方式連接。

所述多個耦合器中的第一個耦合器與第二濾波片之間為第四空間光路。

所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器，可以實現超低功耗，平均功耗小于0.1mW。

采用本發明所述的技術方案優點在于：在多個采集端和解調端兩部分之間以空間光路連接取代實體光纜連接，可以明顯縮小探頭體積，實現探頭小型化；采集端內采用低功耗處理器與低功耗傳感器，以間歇方式工作，可以實現超低功耗，平均功耗小于0.1mW；采集端將采集到的數據以脈沖位置調制的方式在光纖跳線中傳回解調端，使得系統抗干擾能力強。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施式

下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施步驟。

實施例一：本實施方式是對通過多個采集端1x1、1x2、......、1xn測量溫度信號的多點串聯光纖點式測溫系統結構的說明。