[實用新型]一種高穩定性的分布式光纖測溫裝置

有效

• 申請號: 201320334405.X
• 申請日: 2013-06-12
• 公開（公告）號: CN203365019U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 蔣俊;丘棟榮;余俊云;盧海洋;肖棽柏;張健
• 申請（專利權）人: 杭州山旭光電有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種分布式光纖傳感技術，特別涉及一種高穩定性的分布式光纖測溫裝置。?

背景技術

穩定性是指測量儀器保持其測量特性隨時間不變化的能力，是測量儀器的核心性能指標。分布式光纖測溫裝置（DTS）是一種新興的線型溫度測量系統，它利用自發拉曼散射效應中溫度敏感的反斯托克斯Anti-stokes信號與溫度不敏感的斯托克斯信號Stokes的強度之比即可光纖各點的溫度值，并且還利用光時域反射技術精確定位火災位置，具有測量距離長、無測量盲區、抗電磁干擾、適合易燃易爆等惡劣環境下工作等優點，在公路交通隧道、高壓電纜溝、輸煤皮帶、油井、大壩等領域有較廣泛應用。分布式光纖測溫裝置的應用場合均屬于重大關鍵基礎設施，對溫度測量準確性的要求較高，并且需要保持長期的穩定性，尤其是大壩滲漏監測以及稠油熱采井井下溫度測量等應用對溫度長期測量穩定性的要求更高。?

測量儀器產生不穩定的因素很多，包括元器件的老化、零部件的磨損、以及使用、貯存、維護工作不仔細等。如已有不少論文報道（葉宗順,?劉艷平,?劉果?等.?分布式光纖測溫系統的研制及其應用,?水電廠自動化,?2012,?Vol.?33,?No.?1,?pp.?43-45,?68），對于分布式光纖測溫裝置，光纖背向散射信號極為微弱，需要采用兩只雪崩光電二極管APD作為光電探測器分別探測反斯托克斯Anti-stokes和斯托克斯Stokes信號。但是，雪崩光電二極管APD光電探測響應有較大離散性，長時間運行后探測器老化導致溫度測量出現漂移。申請號為201220589677.X的中國專利公告了一種單一探測器的分布式光纖測溫裝置，該裝置在分光器與探測器之間設有1×2光開關，分光器的兩個信號輸出端（反斯托克斯Anti-stokes和斯托克斯Stokes信號）分別與1×2光開關的兩個輸入端相連，1×2光開關的輸出端與探測器的輸入端相連；通過控制1×2光開關，可以選擇性地使反斯托克斯Anti-stokes光或者斯托克斯Stokes光進入探測器，即通過分時探測的方式實現單一探測器對溫度敏感的反斯托克斯光Anti-Stokes和溫度不敏感的斯托克斯光Stokes的探測，減小探測器一致性的問題，提高長期測溫精度。由于該裝置是利用分時切換的方式分別實現反斯托克斯Anti-stokes和斯托克斯Stokes信號探測的，這樣就造成裝置的總測量時間增加，換言之在單位時間內反斯托克斯Anti-stokes以及斯托克斯Stokes的累加平均次數就減少了，對于測量時間要求較高的應用場合，累加平均次數減少意味著信噪比降低，溫度測量的噪聲加大，有可能導致誤報警，降低裝置的可靠性。?

發明內容

為了解決現有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種結構簡單并且不犧牲測量時間的高穩定性的分布式光纖測溫裝置。?

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種高穩定性的分布式光纖測溫裝置，包括脈沖激光源、分光器、參考光纖盒、測量光纖、2×2光開關、第一探測器、第二探測器和電路模塊。脈沖激光源的輸出端與分光器的輸入端相連，分光器的第一輸出端依次與參考光纖盒、測量光纖相連，分光器的第二輸出端和第三輸出端分別以與2×2光開關的兩個輸入端相連，2×2光開關的兩個輸出端分別與第一探測器、第二探測器的輸入端相連，第一探測器、第二探測器的輸出端以及2×2光開關切換控制端與電路模塊相連。?

所述的2×2光開關具有兩種工作模式：直通模式和交叉模式，通過所述的電路模塊控制，讓所述的2×2光開關選擇工作于直通模式或者交叉模式，使得測溫裝置選擇進入測量模式或者校準模式。?

所述的脈沖激光源為窄脈沖寬度、高峰值功率的半導體激光光源或者光纖激光光源。?

所述的第一探測器和第二探測器均為雪崩光電二極管APD，分別用于探測微弱的光纖散射信號：反斯托克斯Anti-stokes和斯托克斯Stokes。?