CN103983375A - 自感温分波装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自感温分波装置，包括：分波光学组件、定标光纤组件、温度探头以及隔热腔；其中，所述分波光学组件、定标光纤组件、温度探头均设置在所述隔热腔内侧；所述分波光学组件连接所述定标光纤组件结合；所述温度探头设置在所述定标光纤组件的四周。本发明还提供相应的自感温分波系统。本发明中分波光学组件和定标光纤组件由一根光纤拉制而成，不存在过渡接口，设计精巧，稳定性更好；本发明包含分波组件、定标光纤以及温度探头，体积紧凑，集成度高，尺寸大小为120mm×80mm×18nm；本发明温度探头均匀分布于定标光纤组件四周，定标更加准确；隔热腔使内部温度更均匀。

Description

自感温分波装置及系统
技术领域
本发明涉及光纤传感器，具体地，涉及一种自感温分波装置。
背景技术
光纤分布式测温系统是基于拉曼散射原理的分布式测温系统。实现方法是在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤中传输的同时不断产生后向散射光波，这些后向散射光波的状态受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变，将散射回来的光波经分波器分离出两种不同波长的散射光，再经光电转换器转换为光强电信号，其中一种波长的光信号具有温度特征，另外一种信号作为参考，同时送入信号采样和处理系统，便可将温度信号实时显示出来，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。
具体的系统中，光电转化器和后端采样系统都会随着整套系统温度变化而发生温漂，需要对系统加以补偿，补偿算法需要一定的参考值作为依据，定标光纤（有的系统称作“光纤环”）可提供散射光强以及自身的准确温度值，作为补偿算法的输入，补偿算法可以依据输入自动调整系统的增益，达到抵消温漂的目的。
常规系统的定标以及温度补偿光纤与分波系统是两个独立的部件，如图2所示，结构体积大，制造过程复杂，两者中间有过渡接口连接势必降低其稳定性，不适合便携式、紧凑型的应用，常应用于整体固定的机架式测温系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自感温分波装置及系统。
根据本发明的一个方面，提供一种自感温分波装置，包括：分波光学组件、定标光学组件、温度探头以及隔热腔；
其中，所述分波光学组件、定标光学组件、温度探头均设置在所述隔热腔内侧；所述分波光学组件连接所述定标光学组件；所述温度探头设置在所述定标光学组件的四周。
优选地，所述分波光学组件和所述定标光学组件由一根光纤拉制而成。
优选地，还包括1550nm光纤接口、1450nm光纤接口以及1650nm光纤接口；所述1550nm光纤接口、所述1450nm光纤接口以及所述1650nm光纤接口设置在所述隔热腔的外侧且均连接分波光学组件。
优选地，还包括com光纤接口，所述com光纤接口与定标光学组件相连。
优选地，所述温度探头的数量为多个，多个温度探头顺次相连。
优选地，由其中一个温度探头向所述隔热腔外侧引出电源线、双向数据线以及电源地线。
优选地，所述定标光学组件包括定标光纤和固定机构；所述固定机构将所述定标光纤固定在所述隔热腔内侧。
根据本发明的另一个方面，提供一种自感温分波系统，包括所述的自感温分波装置、脉冲激光器、信号处理器、外部探测光纤以及光电转换器；
所述脉冲激光器、所述信号处理器、所述外部探测光纤以及所述光电转换器分别与所述自感温分波装置相连。
优选地，所述脉冲激光器通过1550nm光纤接口与所述分波光学组件相连；所述信号处理器通过双向数据线与所述温度探头相连；所述外部探测光纤通过com光纤接口与所述定标光学组件相连；所述光电转换器通过1450nm光纤接口和1650nm光纤接口与所述分波光学组件相连。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中分波光学组件和定标光纤组件由一根光纤拉制而成，不存在过渡接口，设计精巧，稳定性更好；
2、本发明包含分波组件、定标光纤以及温度探头，体积紧凑，集成度高，尺寸大小为120mm×80mm×18mm；
3、本发明温度探头均匀分布于定标光纤组件四周，定标更加准确；隔热腔使内部温度更均匀。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明中自感温分波装置的结构示意图；
图2是常规光纤分布式测温系统中定标光纤与分波系统的结构示意图；
图3是本发明中自感温分波系统的结构示意图。
图中：
1为分波光学组件；
2为定标光学组件；
3为温度探头；
4为隔热腔；
5为电源线；
6为双向数据线；
7为电源地线；
8为1550nm光纤接口；
9为1450nm光纤接口；
10为1650nm光纤接口；
11为com光纤接口；
12为温度探测光纤。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
下面结合图1、图2、图3和具体实施方式对本发明加以说明。
在本实施例中，本发明提供的一种自感温分波装置包括分波光学组件1、定标光纤组件2、温度探头3以及隔热腔4。
其中，所述分波光学组件1、定标光学组件2、温度探头3均设置在所述隔热腔4的内侧；所述分波光学组件1连接所述定标光学组件2结合；所述温度探头3设置在所述定标光学组件2的四周。
所述分波光学组件1和所述定标光学组件2由一根光纤拉制而成。本发明提供的一种自感温分波装置还包括1550nm光纤接口8、1450nm光纤接口9以及1650nm光纤接口10；所述1550nm光纤接口8、所述1450nm光纤接口9以及所述1650nm光纤接口10设置在所述隔热腔4的外侧且均连接分波光学组件1。本发明提供的一种自感温分波装置还包括com光纤接口11，所述com光纤接口11与定标光学组件2相连。所述温度探头3的数量为若干个，若干个温度探头3顺次相连。由其中一个温度探头3向所述隔热腔4的外侧引出电源线5、双向数据线6以及电源地线7。所述定标光学组件2包括定标光纤和固定机构；所述固定机构将所述定标光纤固定在所述隔热腔4内侧。
本发明提供的一种自感温分波系统，自感温分波装置、脉冲激光器、信号处理器、探测光纤以及光电转换器；
所述脉冲激光器、所述信号处理器、所述探测光纤以及所述光电转换器分别与所述自感温分波装置相连。
所述脉冲激光器通过1550nm光纤接口8与所述分波光学组件1相连；所述信号处理器通过双向数据线与所述温度探头3相连；所述探测光纤通过com光纤接口11与所述定标光学组件2相连；所述光电转换器通过1450nm光纤接口9和1650nm光纤接口10与所述分波光学组件1相连。
温度探头3通过电源线5和电源地线7与电源相连。本发明提供的自感温分波系统工作后，本发明提供的自感温分波装置输出两路1650nm和1450nm散射光以及定标光纤组件2的当前温度值。1650nm和1450nm散射光包括定标光纤组件2的散射光和外部探测光纤的散射光。
所述定标光纤组件2为100米定标光纤及其固定机构，所述定标光纤组件2与分波光学组件1连接，1550nm脉冲激光经过定标光纤组件2后产生1450nm、1650nm的后向喇曼散射光，通过分波光学组件1分离，该后向喇曼散射光的强度结合温度探头3的测量值，能够用于系统的定标以及温度补偿。
所述温度探头3用于多点探测定标光纤的实时温度，通过导线输出给信号处理器。所述隔热腔4，外包整个系统，提供系统隔热保护，保证内部温度均匀。
所述外部探测光纤在光纤分布式测温系统中作为温度探头，产生1450nm、1650nm后向喇曼散射光，用于测量环境温度，与com光纤接口11连接。所述外部光电转换器用于将输出的1450nm、1650nm的后向喇曼散射光的光信号变为电信号。所述的外部信号处理器用于接收本装置的温度探头的数据，解算光纤探头测量的温度值。本发明体积紧凑，集成度高，尺寸大小为120mm×80mm×18mm。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种自感温分波装置，其特征在于，包括：分波光学组件、定标光学组件、温度探头以及隔热腔；
其中，所述分波光学组件、定标光学组件、温度探头均设置在所述隔热腔内侧；所述分波光学组件连接所述定标光学组件；所述温度探头设置在所述定标光学组件的四周。
2.根据权利要求1所述的自感温分波装置，其特征在于，所述分波光学组件和所述定标光学组件由一根光纤拉制而成。
3.根据权利要求1所述的自感温分波装置，其特征在于，还包括1550nm光纤接口、1450nm光纤接口以及1650nm光纤接口；所述1550nm光纤接口、所述1450nm光纤接口以及所述1650nm光纤接口设置在所述隔热腔的外侧且均连接分波光学组件。
4.根据权利要求1所述的自感温分波装置，其特征在于，还包括com光纤接口，所述com光纤接口与定标光学组件相连。
5.根据权利要求1所述的自感温分波装置，其特征在于，所述温度探头的数量为多个，多个温度探头顺次相连。
6.根据权利要求5所述的自感温分波装置，其特征在于，由其中一个温度探头向所述隔热腔外侧引出电源线、双向数据线以及电源地线。
7.根据权利要求1所述的自感温分波装置，其特征在于，所述定标光学组件包括定标光纤和固定机构；所述固定机构将所述定标光纤固定在所述隔热腔内侧。
8.一种自感温分波系统，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的自感温分波装置、脉冲激光器、信号处理器、外部探测光纤以及光电转换器；
所述脉冲激光器、所述信号处理器、所述外部探测光纤以及所述光电转换器分别与所述自感温分波装置相连。
9.根据权利要求8所述的自感温分波系统，其特征在于，所述脉冲激光器通过1550nm光纤接口与所述分波光学组件相连；所述信号处理器通过双向数据线与所述温度探头相连；所述外部探测光纤通过com光纤接口与所述定标光学组件相连；所述光电转换器通过1450nm光纤接口和1650nm光纤接口与所述分波光学组件相连。
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