CN107782464A - 一种电力电缆温度系统中使用的传感器 - Google Patents
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Abstract
一种电力电缆温度系统中使用的传感器，包括光纤温度场信息采集系统、光电探测系统和电路信号后处理系统，光纤温度场信息采集系统包括脉冲发生器、光纤分束器和窄带光滤波器；所述脉冲发生器由半导体激光器及其脉冲驱动电路构成；所述电路信号后处理系统包括A/D模数转换器和DSP处理系统；用分布式光纤温度传感系统测量温度，具有精度高、坚硬而且弯曲灵活，整体结构简单，设计时体积小、抗电磁干扰强，并且在空间狭小、强电磁场、易燃及易爆等恶劣环境中也具有良好的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及电力建设领域，尤其是一种电力电缆温度系统中使用的传感器。
背景技术
利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器，温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，在电力建设使用中也需要用到温度传感器，在电力电缆中使用的传感器一般体积大，抗电磁干扰能力弱，在弯曲时容易损坏，并且不适合在空间狭小、强电磁场、易燃及易爆等恶劣环境中使用，因而需要设计一种能克服以上问题的新型传感器。
本发明就是为了解决以上问题而进行的改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小，结构简单，抗干扰能力强，适合在恶劣环境中使用的一种电力电缆温度系统中使用的传感器。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电力电缆温度系统中使用的传感器，包括光纤温度场信息采集系统、光电探测系统和电路信号后处理系统，所述光纤温度场信息采集系统包括脉冲发生器、光纤分束器和窄带光滤波器；所述脉冲发生器由半导体激光器及其脉冲驱动电路构成；
所述光电探测系统中含有授权开关，所述授权开关接收光纤温度场信息采集系统产生的放大光波；
所述电路信号后处理系统包括A/D模数转换器和DSP处理系统；
所述传感器中还设置有上位机，该上位机通过RS232分配器与DSP处理系统相互通信；
所述授权开关上还设置有接口IN1和接口IN2，授权开关将接收到的光波传递给A/D模数转换器，所述A/D模数转换器通过DSP处理系统的端口INT与之通信，DSP处理系统通过OE端口将信息反馈给A/D模数转换器；
进一步的，所述半导体激光器采用950nm的高速调制半导体激光器，易于实现10ns的脉冲输出，光纤分束器为插入损耗小、分束比高的光纤分束器，以保证最小光能量损失；
更进一步的，所述DSP处理系统通过授权开关上的接口IN1和接口IN2将信息反馈给授权开关；
具体的，所述A/D模数转换器为AD9233转换器，DSP处理系统包括芯片IS61LV25616和采集卡812；
所述AD9233转换器通过引脚D0～D11分别与芯片IS61LV25616和采集卡812的引脚XD0～XD10相连，采集卡812通过引脚A0～A18与芯片IS61LV25616相连，采集卡812的引脚RD与芯片IS61LV25616的引脚OE相连，采集卡812的引脚WR与芯片IS61LV25616的引脚WE相连；
所述采集卡812的引脚CLK与AD9233转换器的引脚CLK相连，采集卡812的引脚CS与AD9233转换器的引脚OE相连，采集卡812的引脚INT与AD9233转换器的引脚DCO相连；
其中，所述脉冲发生器产生光源，光源通过光纤分束器后传输到窄带光滤波器，然后在APD下光波被放大。
本发明的有益效果在于：采用分布式光纤温度传感系统测量温度，具有精度高、坚硬而且弯曲灵活，整体结构简单，设计时体积小、抗电磁干扰强，并且在空间狭小、强电磁场、易燃及易爆等恶劣环境中也具有良好的应用价值。
附图说明
图1是本发明提出的分布式光纤温度传感系统的信号解调原理图。
图2是光源和光电转换部分框图。
图3是图1中A/D模数转换器采集和DSP处理的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
参照图1、图2、图3所示，该一种电力电缆温度系统中使用的传感器，包括光纤温度场信息采集系统、光电探测系统和电路信号后处理系统，所述光纤温度场信息采集系统包括脉冲发生器、光纤分束器和窄带光滤波器；所述脉冲发生器由半导体激光器及其脉冲驱动电路构成；
所述光电探测系统中含有授权开关，所述授权开关接收光纤温度场信息采集系统产生的放大光波；
所述电路信号后处理系统包括A/D模数转换器和DSP处理系统；
所述传感器中还设置有上位机，该上位机通过RS232分配器与DSP处理系统相互通信；
所述授权开关上还设置有接口IN1和接口IN2，授权开关将接收到的光波传递给A/D模数转换器，所述A/D模数转换器通过DSP处理系统的端口INT与之通信，DSP处理系统通过OE端口将信息反馈给A/D模数转换器；
进一步的，所述半导体激光器采用950nm的高速调制半导体激光器，易于实现10ns的脉冲输出，光纤分束器为插入损耗小、分束比高的光纤分束器，以保证最小光能量损失；
更进一步的，所述DSP处理系统通过授权开关上的接口IN1和接口IN2将信息反馈给授权开关；
具体的，所述A/D模数转换器为AD9233转换器，DSP处理系统包括芯片IS61LV25616和采集卡812；
所述AD9233转换器通过引脚D0～D11分别与芯片IS61LV25616和采集卡812的引脚XD0～XD10相连，采集卡812通过引脚A0～A18与芯片IS61LV25616相连，采集卡812的引脚RD与芯片IS61LV25616的引脚OE相连，采集卡812的引脚WR与芯片IS61LV25616的引脚WE相连；
所述采集卡812的引脚CLK与AD9233转换器的引脚CLK相连，采集卡812的引脚CS与AD9233转换器的引脚OE相连，采集卡812的引脚INT与AD9233转换器的引脚DCO相连；
其中，所述脉冲发生器产生光源，光源通过光纤分束器后传输到窄带光滤波器，然后在APD下光波被放大；
用分布式光纤温度传感系统测量温度，具有精度高、坚硬而且弯曲灵活，整体结构简单，设计时体积小、抗电磁干扰强，并且在空间狭小、强电磁场、易燃及易爆等恶劣环境中也具有良好的应用价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种电力电缆温度系统中使用的传感器，包括光纤温度场信息采集系统、光电探测系统和电路信号后处理系统，其特征在于：
所述光纤温度场信息采集系统包括脉冲发生器、光纤分束器和窄带光滤波器；所述脉冲发生器由半导体激光器及其脉冲驱动电路构成；
所述光电探测系统中含有授权开关，所述授权开关接收光纤温度场信息采集系统产生的放大光波；
所述电路信号后处理系统包括A/D模数转换器和DSP处理系统；
所述传感器中还设置有上位机，该上位机通过RS232分配器与DSP处理系统相互通信；
所述授权开关上还设置有接口IN1和接口IN2，授权开关将接收到的光波传递给A/D模数转换器，所述A/D模数转换器通过DSP处理系统的端口INT与之通信，DSP处理系统通过OE端口将信息反馈给A/D模数转换器。
2.如权利要求1所述的一种电力电缆温度系统中使用的传感器，其特征在于，所述半导体激光器采用950nm的高速调制半导体激光器，光纤分束器为插入损耗小、分束比高的光纤分束器。
3.如权利要求1所述的一种电力电缆温度系统中使用的传感器，其特征在于，所述DSP处理系统通过授权开关上的接口IN1和接口IN2将信息反馈给授权开关。
4.如权利要求1所述的一种电力电缆温度系统中使用的传感器，其特征在于，所述A/D模数转换器为AD9233转换器，DSP处理系统包括芯片IS61LV25616和采集卡812；
所述AD9233转换器通过引脚D0～D11分别与芯片IS61LV25616和采集卡812的引脚XD0～XD10相连，采集卡812通过引脚A0～A18与芯片IS61LV25616相连，采集卡812的引脚RD与芯片IS61LV25616的引脚OE相连，采集卡812的引脚WR与芯片IS61LV25616的引脚WE相连；
所述采集卡812的引脚CLK与AD9233转换器的引脚CLK相连，采集卡812的引脚CS与AD9233转换器的引脚OE相连，采集卡812的引脚INT与AD9233转换器的引脚DCO相连。
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