[實用新型]分布式光纖測溫系統

有效

• 申請號: 201520763739.8
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN205091068U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 茍海軍;蘆清
• 申請（專利權）人: 四川華電南瑞科技有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 余麗生

技術領域

本實用新型涉及光纖測溫系統，尤其涉及一種分布式光纖測溫系統。

背景技術

溫度的測量與控制在航天、材料、能源、冶金等領域都占有極其重要的地位。分布式光纖測溫是目前新興的接觸式測溫手段，具有體積小、重量輕、無源檢測、防電磁干擾、阻燃防爆、易于遠程監測等優點。光纖測溫技術在高壓電力電纜、電氣設備因接觸不良引起的發熱部位、電纜夾層、電纜通道、大型發電機定子、大型變壓器、鍋爐等設施的溫度定點傳感場合具有廣泛的應用前景。通常采用帶有外護套的光纖電纜可以大范圍實時監測其溫度，全面且高效，在異常演變成事故之前，發現并通知相關人員采取措施。

發明內容

本實用新型提供分布式光纖測溫系統，利用高功率脈沖光在光纖中傳輸時，由于光纖的折射率隨機起伏以及纖芯的微觀不均衡等影響會產生拉曼散射的現象，根據對背向拉曼散射光信號的測量和時域分析，來進行溫度的監測和定位。

本實用新型一種分布式光纖測溫系統是通過以下技術方案來實現的：

分布式光纖測溫系統，包括控制觸發子系統（A）、光信號采集子系統（B）、光電轉換子系統（C）和電信號處理子系統（D），所述控制觸發子系統（A）內部設置有同步脈沖發生器（A1），光信號采集子系統（B）是由脈沖激光器（B1）、光波分復用器（B2）和傳感光纖（B3）構成，光電轉換子系統（C）是由第一光電檢測器（C1）、第二光電檢測器（C3）、第一主放大器（C2）和第二主放大器（C4）構成，電信號處理子系統（D）是由高速數據采集卡（D1）和計算機（D2）構成；所述計算機（D2）連接同步脈沖發生器（A1），同步脈沖發生器（A1）分別連接脈沖激光器（B1）和高速數據采集卡（D1），脈沖激光器（B1）連接光波分復用器（B2），光波分復用器（B2）連接傳感光纖（B3），傳感光纖（B3）向后產生散射光返回到光波分復用器（B2），經光波分復用器（B2）處理后的光分兩路進入光電轉換子系統（C），第一路光濾除斯托斯克光進入第一光電檢測器（C1）轉換成電信號，電信號經第一主放大器（C2）放大傳入高速數據采集卡（D1），第二路光濾除反斯托斯克光進入第二光電檢測器（C3）轉換成電信號，電信號經第二主放大器（C4）放大傳入高速數據采集卡（D1），高速數據采集卡（D1）分別連接計算機（D2）和同步脈沖發生器（A1）。

所述同步脈沖發生器（A1）采用FPGA處理器，由FPGA處理器產生具有一定寬度和重復頻率的脈沖波。

所述光波分復用器（B2）集成薄膜干涉濾光片，用于濾除斯托克斯光和反斯托克斯光。

所述第一光電檢測器（C1）和第一光電檢測器（C3）采用雪崩二極管作為光電轉換器件，雪崩二極管的信噪比很低，并且具有內部增益；偏置電壓的調整可以保證最佳雪崩增益的恒定，所述雪崩二極管的偏置電路采用集成芯片ADL6317。

主放大器的前置放大器應該是具有一定放大倍數、噪聲低，并具有大的動態范圍和低輸出阻抗等特性，所述第一主放大器（C2）和第二主放大器（C4）是由前置放大器和帶通濾波器構成，前置放大器連接帶通濾波器，用于放大電信號，濾除信號中噪聲，提高信噪比。

本實用新型具有的有益效果：

1、以光信號作為載體，光纖為媒質，光纖的纖芯材料為二氧化硅，因此，本系統具有耐腐蝕、抗電磁干擾、防雷擊等特點，屬本質安全；

2、光纖本身輕細纖柔，光纖的體積小、重量輕，不僅便于布設安裝，而且對埋設部位的材料性能和力學參數影響甚小，能實現無損埋設；

3、靈敏度高，可靠性好，使用壽命長；

4、可以準確地測出光纖沿線任一點的溫度量，信息量大，成果直觀。

附圖說明

以下結合附圖所示實施例的具體實施方式，對本實用新型的上述內容再作進一步的詳細說明。

圖1為本實用新型的系統結構圖。

圖中標記：控制觸發子系統-A、同步脈沖發生器-A1、光信號采集子系統-B、脈沖激光器-B1、光波分復用器-B2、傳感光纖-B3、光電轉換子系統-C、第一光電檢測器-C1、第一主放大器-C2、第二光電檢測器-C3、第二主放大器-C4、電信號處理子系統-D、高速數據采集卡-D1和計算機-D2。

具體實施方式