[實用新型]一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統

有效

• 申請號: 201920152301.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN209621401U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 趙力行;姜程程;任釗;趙華應;郭憲立
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01K11/32;G01N21/39
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統，其特征在于，包括感溫光纜、分布式測溫裝置、若干氣體檢測裝置、報警器，環網接入器和控制模塊，感溫光纜和分布式測溫裝置的輸入端連接，分布式測溫裝置、氣體檢測裝置、控制模塊和報警器通過環網接入器接入工業環網；

其中，所述分布式測溫裝置用于采集溫度信號并將溫度信號傳遞至控制模塊；所述氣體檢測裝置用于采集氣體濃度信號，并將氣體濃度信號傳遞至控制模塊；所述控制模塊用于根據采集到的溫度信號得到溫度值，并將溫度值和溫度閾值進行比較，若溫度大于溫度閾值則控制報警器報警；所述控制模塊還用于根據氣體濃度信號得到氣體濃度值，并對氣體濃度值和氣體濃度閾值進行比較，若氣體濃度大于濃度閾值則控制報警器報警。

2.根據權利要求1所述的一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統，其特征在于，所述分布式測溫裝置包括脈沖激光器和多模傳感光纖，所述脈沖激光器和波分復用裝置的輸入端連接，所述多模傳感光纖和波分復用裝置雙向連接，所述波分復用裝置的輸出端與第一光電探測器和第二光電探測器的輸入端連接，所述第一光電探測器的輸出端和第一信號放大裝置的輸入端連接，所述第二光電探測器的輸出端和第二信號放大裝置的輸入端連接，所述脈沖激光器、第一信號放大裝置和第二信號放大裝置的輸出端均和第二數據采集卡的輸入端連接，所述第二數據采集卡的輸出端和控制模塊的輸入端連接；所述多模傳感光纖和感溫光纜連接。

3.根據權利要求2所述的一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統，其特征在于，所述脈沖激光器用于產生窄脈寬光脈沖信號并傳遞至多模傳感光纖；

所述多模傳感光纖用于傳導窄脈寬光脈沖信號，使窄脈寬光脈沖信號與感溫光纜物質分子產生非彈性碰撞，發生能量交換，產生后向拉曼散射光；

所述波分復用裝置用于將多模傳感光纖傳導的后向拉曼散射光濾出反斯托克斯拉曼散射光和斯托克斯拉曼散射光，并將反斯托克斯拉曼散射光和斯托克斯拉曼散射光分別耦合至第一光電探測器和第二光電探測器；

所述第一光電探測器和第二光電探測器分別用于將反斯托克斯拉曼散射光和斯托克斯拉曼散射光轉換為電信號，并將電信號分別傳遞至第一放大器和第二放大器；

所述第一放大器和第二放大器均用于將接收到的電信號進行放大，并傳遞至第一數據采集卡；

所述第一數據采集卡用于將采集到的電信號轉換為數字信號。

4.根據權利要求2所述的一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統，其特征在于，還包括光時域反射計，光時域反射計的輸入端和感溫光纜連接，光時域反射計輸的出端和控制模塊連接，光時域反射計用于對溫度值高于溫度閾值的測溫點進行定位。

5.根據權利要求1所述的一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統，其特征在于，所述氣體檢測裝置包括驅動模塊，所述驅動模塊的輸出端和分布式反饋激光器的輸入端連接，所述分布式反饋激光器通過單模光纖和第一耦合連接器的輸入端連接，所述第一耦合連接器的輸出端通過光子晶體光纖和第二耦合連接器的輸入端連接，所述第二耦合連接器的輸出端和第三光電探測器的輸入端連接，所述第三光電探測器的輸出端和第三信號放大裝置的輸入端連接，所述第三信號放大裝置的輸出端與第二數據采集卡的輸入端連接，所述第二數據采集卡的輸入端和控制模塊的輸入端連接；其中，所述第一耦合連接器和所述第二耦合連接器設置在氣室中。

6.根據權利要求5所述的一種基于溫度場分布式光纖監測的預警系統，其特征在于，所述驅動模塊用于控制分布式反饋激光器電流與溫度；

所述分布式反饋激光器用于發射激光；

所述單模光纖用于傳導分布式反饋激光器發射的激光信號；

所述光子晶體光纖用于與待監測氣體充分接觸，使得激光通過這段光纖就會產生相應氣體濃度的衰減，從而測出氣體濃度；

所述第一耦合連接器和第二耦合連接器用于連接單模光纖與光子晶體光纖；

所述第三光電探測器用于將激光信號轉換為電信號，并將電信號發送至第三信號放大裝置；

所述第三信號放大裝置用于對接收到的電信號進行放大；

所述第二數據采集卡用于對第三信號放大裝置放大后的電信號進行采集。