CN201247111Y - 一种自动校准型分布式光纤测温传感装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，其特征在于：激光器的输出端与分路器的输入端连接，分路器的输出端分别与耦合器、光信号检测器的输入端连接，光信号检测器的输出端与调节器的输入端连接，调节器的输出端与信号放大器的了另一输入端连接，同步控制器的另一输出端分别与光信号检测器另一输入端、数据采集器另一输入端连接，同步控制器的输入端与数据处理器的输出端连接，数据处理器的输入端与数据采集器的输出端连接，本实用新型自动校准增益的分布式光纤测温传感装置与传统的光纤测温传感装置相比本实用新型有如下优点和积极效果：1.该装置不需要返还厂家测量调试，节省物力财力；2.装置可以维持长时间的连续精准地测量；3.大大减少项目运作停工时间和次数。
Description
技术领域
本实用新型涉及分布式光纤温度传感的技术领域，具体的说是一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，特别涉及其机械连接结构。
背景技术
光纤测温传感系统主要用于交通、建筑、电力、煤矿、石化等行业，其作用是对这些重要的场所进行实时温度监控。它对与保证工业系统设备正常运行，保障生命和财产的安全起着重要的作用。
现有的光纤测温传感系统是由激光驱动器、激光器、同步控制器、耦合器、恒温槽、参考光纤、滤光器、光电探头、信号放大器、数据采集器和计算机组成。其工作原理为：激光器连续不断地向探测光缆中发射激光，激光在光缆中传输过程中会发生后向散射，由于喇漫(Raman)光谱对温度是敏感的，通过耦合器和分光器将后向散射光中的喇漫(Raman)光谱分离出来，再经过光电转换和信号放大处理后进行数据采集，然后再将采集到的数据送往数据处理器计算机进行处理计算，最终得出温度数据。
在分布式光纤温度传感系统中，激光器光强是一个很重要的参数，但随着激光器使用时间的增长，激光的光强会逐渐减弱，进而会影响测温装置的准确性；现有办法是定期将设备返还厂家进行检测、校准。这样不仅需要很大的人力物力，还会是中断温度检测。
综上所述，仍然需要对现有光纤测温传感装置的结构进行进一步改进。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，其对装置内部结构进行了改进，有效改善了激光光强减弱的问题克服了现有光纤测温传感系统存在的缺点和不足。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，它主要包括装置外壳，装置外壳内设有激光器，激光器的输入端与激光驱动器的输出端连接，激光驱动器的输入端与同步控制器的输出端连接，耦合器的输出端与滤光器的输入端连接，滤光器的输出端与光电探测器的输入端连接，光电探测器的输出端与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端与数据采集器的输入端连接，耦合器处设有光纤接口，其特征在于：所述激光器的输出端与分路器的输入端连接，分路器的输出端分别与耦合器、光信号检测器的输入端连接，光信号检测器的输出端与调节器的输入端连接，调节器的输出端与信号放大器的了另一输入端连接，同步控制器的另一输出端分别与光信号检测器另一输入端、数据采集器另一输入端连接，同步控制器的输入端与数据处理器的输出端连接，数据处理器的输入端与数据采集器的输出端连接。
本实用新型公开了一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，本实用新型自动校准增益的分布式光纤测温传感装置与传统的光纤测温传感装置相比本实用新型有如下优点和积极效果：
1、该装置不需要定期返回厂家进行校正，节省物力财力；
2、装置可以维持长时间的连续精准地测量。
3、大大减少项目运作停工时间和次数。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型工作原理图。
具体实施方式
下面参照附图，对本实用新型进一步进行描述
本实用新型为一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，它主要包括装置外壳14，装置外壳14内设有激光器3，激光器3的输入端与激光驱动器2的输出端连接，激光驱动器2的输入端与同步控制器1的输出端连接，耦合器7的输出端与滤光器8的输入端连接，滤光器8的输出端与光电探测器9的输入端连接，光电探测器9的输出端与信号放大器10的输入端连接，信号放大器10的输出端与数据采集器11的输入端连接，耦合器7处设有光纤接口15，其区别于现有技术在于：所述激光器3的输出端与分路器4的输入端连接，分路器4的输出端分别与耦合器7、光信号检测器5的输入端连接，光信号检测器5的输出端与调节器6的输入端连接，调节器6的输出端与信号放大器10的了另一输入端连接，同步控制器1的另一输出端分别与光信号检测器5另一输入端、数据采集器11另一输入端连接，同步控制器1的输入端与数据处理器12的输出端连接，数据处理器12的输入端与数据采集器11的输出端连接，所述数据处理器12与计算机13双向连接。
在本装置具体实施时，激光器的一端与激光驱动器连接；激光器的另一端与分路器连接，分路器将激光器发出的激光分成两束子激光，其中一路激光通向传感光纤用来进行正常测量，传感光纤中的后向散射信号被耦合器分离一路出来传入滤光器、探测器和放大器，射入到数据采集器；另一路激光射入到光信号检测器中，光信号检测器定时对入射光进行检测，当入射光衰减超过自定义标准时，光信号检测器启动调节器对放大器进行调节，间接地补偿了激光器因长期使用而产生的光强的衰减；计算机与数据处理器连接，进而控制同步控制器和接收数据采集器的数据；同步控制器的三个同步信号输出端分别于激光驱动器、光信号检测器和数据采集器连接，向它们发送同步信号使其同步工作。
其中计算机是外围设备，其他设备是封闭在一个箱体内，计算机通过数据通讯接口和数据处理器进行通讯读取内部数据，并显示在计算机上。
在具体实施时，所述的同步控制器的是采用德州仪器公司的CDCE913同步时钟电路模块实现的；
在具体实施时，所述的激光驱动器是采用高速电路制作的电流驱动器，可以很好地驱动激光器发射激光；
在具体实施时，所述的激光器是半导体激光器，可根据激光驱动的驱动电流来发射激光；
在具体实施时，所述的分路器采用；深圳市光网通科技有限公司的宽带工作为800nm到1600nm的标准分路器；
在具体实施时，光信号检测器采用高灵敏度APD雪崩二极管(可采用深圳兴博公司的InGaAs APD型雪崩光电二极管)来探测激光，将喇漫光信号转换电信号；
在具体实施时，所述的耦合器是采用Y型光纤耦合器，它将后向散射回来的激光分分出一路传给滤光器；
在具体实施时，所述的滤光器采用棱镜式虑光片(可采用precisionphotonics公司的MI1000-TiD型)来虑光，将多余的光虑掉，只留下喇漫光；
在具体实施时，所述的光电探测器采用高灵敏度APD雪崩二极管来探测激光，将喇漫激光信号转换电信号；
在具体实施时，所述的放大器是采用德州仪器公司的OPA365型高性能的运算大器；
在具体实施时，所述的数据采集器是采用德州仪器公司的高速数据采集器，运行速度为100Mb/s；
在具体实施时，所述的数据处理器是采用ALTERA公司的高速FPGA来实现的；
在具体实施时，所述的探测光缆16是采用62.5/125μm多模光纤加低烟无卤外护套，带宽范围为≥400MHZ@850nm、≥1000MHZ@1300nm，衰减范围为≤3.0dB@850nm、≤0.8dB@1300nm；
在具体实施时，所述的参考光纤与探测光缆所用的光纤相同；
在具体实施时，所述的计算机是通用的工业级计算机。
如图2中所示，当计算机发送开始测量命令给数据处理器时，数据处理器立刻驱动同步控制器发出同步脉冲要求激光驱动器和信号检测器和数据采集器同时开始工作；激光驱动器接到同步控制器发来的同步脉冲后就开始驱动激光器工作，向光纤中连续不断地发送激光信号；分路器会将激光分离出一条送往光信号检验器，用来检验；另一部分激光传输到光纤进行温度检测；激光在光纤中传输时会发生后向喇漫散射，后向散射回来的激光信号被耦合器分离一路出来送往滤光器；滤光器就会将送来的激光信号中的喇漫光信号分离出来，然后再传送给光电转换器将光信号转换成电信号，然后再将电信号传送给放大器进行信号放大处理；经过放大处理过的电信号由并行的数据采集器来进行数据采集，经并行数据采集器采集到的数据送往数据处理器综合处理，最后经FPGA高速数据处理器处理过的数据被送给计算机显示温度曲线。
当时由分路器分出的通往信号检验器的入射光也会减小，信号检验器每隔一定时间(例如设定一周)就会启动调节器，调节一次放大器，使其按一定比例补偿调节放大器，以弥补长期激光器衰减必须定期派专业人员测量调试制的缺陷和不足，使并行的数据采集器轮流按照一定的循序进行数据采集工作。
Claims (2)
1.一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，它主要包括装置外壳(14)，装置外壳(14)内设有激光器(3)，激光器(3)的输入端与激光驱动器(2)的输出端连接，激光驱动器(2)的输入端与同步控制器(1)的输出端连接，耦合器(7)的输出端与滤光器(8)的输入端连接，滤光器(8)的输出端与光电探测器(9)的输入端连接，光电探测器(9)的输出端与信号放大器(10)的输入端连接，信号放大器(10)的输出端与数据采集器(11)的输入端连接，耦合器(7)处设有光纤接口(15)，其特征在于：所述激光器(3)的输出端与分路器(4)的输入端连接，分路器(4)的输出端分别与耦合器(7)、光信号检测器(5)的输入端连接，光信号检测器(5)的输出端与调节器(6)的输入端连接，调节器(6)的输出端与信号放大器(10)的另一输入端连接，同步控制器(1)的另一输出端分别与光信号检测器(5)另一输入端、数据采集器(11)另一输入端连接，同步控制器(1)的输入端与数据处理器(12)的输出端连接，数据处理器(12)的输入端与数据采集器(11)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，其特征在于：所述数据处理器(12)与计算机(13)双向连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101344442B (zh) * | 2008-08-28 | 2012-06-13 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 一种自动校准型分布式光纤测温传感装置及其使用方法 |
| CN103364112A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | 北京航空航天大学 | 一种用于分布式光纤测温系统的参数标定及自动校准方法 |
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2008
- 2008-09-01 CN CNU200820152583XU patent/CN201247111Y/zh not_active Expired - Fee Related
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