[實用新型]一種大動態測溫范圍的分布式光纖測溫系統的電子學系統

有效

• 申請號: 201920244946.0
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN209446188U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 黃正;鐘少龍;陳兵;王新中
• 申請（專利權）人: 上海拜安傳感技術有限公司
• 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

本實用新型公開了一種涉及布式光纖測溫技術領域的大動態測溫范圍的分布式光纖測溫系統的電子學系統，光學信號模塊分別與Stcoks光電轉換模塊、Anti?Stocks光電轉換模塊連接，Stcoks光電轉換模塊、Anti?Stocks光電轉換模塊分別連接第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊的一端；第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊的另一端分別連接數據采集及處理模塊；數據采集及處理模塊與工業計算機連接，針對大動態測溫范圍，分布式光纖測溫系統測量高溫時容易導致信號飽和的現象，采用了程控分時調整增益、分時采集、曲線分段合成的方案，有效地解決了系統測溫動態范圍不足的難題，本實用新型結構簡單、實用性強、易于使用和推廣。

技術領域

本實用新型涉及分布式光纖測溫技術領域，具體是一種大動態測溫范圍的分布式光纖測溫系統的電子學系統。

背景技術

分布式光纖測溫系統（以下稱DTS系統）廣泛應用于各種火災監控現場，例如公路隧道、地鐵隧道、電力電廠的動力電纜隧道、石油化工儲油罐等現場。DTS系統是一種基于光時域反射儀（OTDR）和拉曼散射原理研制而成的溫度測量系統，其溫度傳感器是光纖（通常制作成光纜），DTS系統利用光纖的拉曼效應，即光纖鋪設位置（空間）的溫度場調制了光纖中傳輸的后向拉曼散射光，經光電轉換及信號處理后就可解調出溫度場的實時溫度信息。

DTS系統根據拉曼散射原理來解調溫度信息，由于拉曼散射光十分微弱，因此通常采用雪崩二極管（APD）作為光電轉換器，并把雪崩二極管產生的微弱信號進行放大，然后進行數據采集和處理。但是，當系統探測溫度范圍（量程）變大時，例如探測溫度范圍為-55°C~350°C時，由于動態范圍太大，信號調理電路的動態范圍不夠，容易導致前端信號飽和而后端信號仍然很弱的情況，采用常規的電子學處理方法，很難滿足實際要求。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種大動態測溫范圍的分布式光纖測溫系統的電子學系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種大動態測溫范圍的分布式光纖測溫系統的電子學系統，包括光學信號模塊、Stcoks光電轉換模塊、Anti-Stocks光電轉換模塊、第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊、數據采集及處理模塊和工業計算機，所述光學信號模塊分別與Stcoks光電轉換模塊、Anti-Stocks光電轉換模塊連接，所述Stcoks光電轉換模塊、Anti-Stocks光電轉換模塊分別連接第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊的一端；所述第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊的另一端分別連接數據采集及處理模塊；所述數據采集及處理模塊與工業計算機連接。

作為本實用新型進一步的方案：所述Stcoks光電轉換模塊和Anti-Stocks光電轉換模塊均由雪崩二極管和跨導放大器組成。

作為本實用新型再進一步的方案：所述第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊具有相同的結構，第一程控增益信號調理模塊、第二程控增益信號調理模塊均由第一級運算放大器、第二級運算放大器和程控增益放大器組成，所述第一級運算放大器分別與跨導放大器和第二級運算放大器連接，第二級運算放大器連接程控增益放大器；程控增益放大器與數據采集及處理模塊連接。

作為本實用新型再進一步的方案：所述數據采集及處理模塊由第一模數轉換器、第二模數轉換器和FPGA 組成。所述第一模數轉換器、第二模數轉換器分別與第一程控增益信號調理模塊和第二程控增益信號調理模塊的程控增益放大器連接，所述第一模數轉換器、第二模數轉換器均連接FPGA 。