CN202041321U - 一种分布式光纤传感测温系统 - Google Patents

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毕中广
张艳辉
杨永平
孙亚楚
李岭
王东升
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Shanghai Bohui Technology Co., Ltd.
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WUXI JUGUANG SHENGSHI SENSOR NETWORK CO Ltd
Focused Photonics Hangzhou Inc
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Abstract

本实用新型提供了一种分布式光纤传感测温系统，包括：光源，用于发出测量光，所述测量光通过光缆传输；探测器，用于接收沿所述光缆返回的散射光，并转换为电信号；制冷装置，用于在光缆定位时降低所述光缆上的定位点的温度；分析单元，用于分析所述探测器传送来的所述电信号，从而获得所述光缆铺设区域的温度，以及定位所述光缆；光缆，用于传输所述测量光、散射光，以及感知温度。本实用新型具有测温精度高、实现方便、功耗低等优点。

Description

一种分布式光纤传感测温系统
技术领域
本实用新型涉及光纤传感，特别涉及分布式光纤传感测温系统。
背景技术
分布式光纤传感测温系统的传感光缆长度很长，铺设好传感光缆之后，主机测温曲线上的位置往往和光纤所处的实际地理位置对应不起来，为了方便定位，往往采用对光纤上某个位置加热，观察曲线凸点的位置。多点加热后可以实现比较准确的对应。
由于应用现场往往很难就进取电，所以加热的方案实施起来较困难，如果要实施，也往往是采用点明火的方式或便携式加热设备。这两种方式操作起来都比较麻烦。
现有技术一般在火盆中点燃汽油或柴油，并高举火盆，对待加热点悬挂的光缆进行加热。
上述方法能够实现对光缆一定温度、一定位置的加热，但还存在以下问题：
1、操作麻烦
采用火盆对悬挂的光缆进行加热时，需要随身携带火盆、汽油/柴油，携带不便；且在每个待测温点，均要点燃火盆，操作麻烦；
若光缆离地面较高时，放置在地面的火盆已不能实现对光缆的加热，此时，需要人工将火盆抬高，但在一些场合，仅仅是人工把火盆抬高还是不能满足要求，此时，工程人员需要借助梯子再将火盆抬高对光缆加热，这样增加了工程难度，且危险系数增高；
2、精度不高
采用火盆对光缆加热，火盆中火苗对光缆的加热不稳定且不均匀，使得光缆部分受热过多，部分受热过少；而分布式光纤测温系统对光缆受热温度的测量是基于受热部分的平均效果；采用火盆对光缆加热时，对受热部分光缆长度无法确定，从而使对温度的监测不准确，进而使温度与地理位置的对应关系存在一定的偏差。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供了一种测温精度高、实现方便的分布式光纤传感测温系统。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种分布式光纤传感测温系统，包括：
光源，用于发出测量光，所述测量光通过光缆传输；
探测器，用于接收沿所述光缆返回的散射光，并转换为电信号；
制冷装置，用于在光缆定位时降低所述光缆上的定位点的温度；
分析单元，用于分析所述探测器传送来的所述电信号，从而获得所述光缆铺设区域的温度，以及定位所述光缆；
光缆，用于传输所述测量光、散射光，以及感知温度。
根据上述分布式光纤传感测温系统，所述制冷装置包括设置有出口的密闭容器，所述密闭容器内装有液化或固化的气体。
根据上述分布式光纤传感测温系统，所述定位点至少为两个。。
根据上述分布式光纤传感测温系统，所述定位点之间的光缆均匀铺设。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1、测温精度高
制冷装置的体积小，能够在光缆上面积很小的定位点上产生明显的降温，从而使曲线上的明显降温点与光缆上的定位点相对应，从而提高测温的精度。
2、实现方便
制冷装置体积小，重量轻，便于携带和工作。
3、功耗低
制冷装置可采用液化或固化的气体，不耗电，便于在现场应用。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本实用新型实施例的分布式光纤传感测温系统的基本结构图；
图2是根据本实用新型实施例的分布式光纤传感测温的流程图；
图3是根据本实用新型实施例的光缆定位的示意图。
具体实施方式
图1-3和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
在本实用新型中，光缆的均匀铺设并不是绝对的均匀，而是在通常允许的误差存在情况下的均匀。
实施例1：
图1示意性地给出了本实用新型实施例的分布式光纤传感测温系统的基本结构图。如图1所示，所述分布式光纤传感测温系统包括主机、光缆和制冷装置，其中主机包括：
光源，用于发出测量光，所述测量光通过光缆传输；
探测器，用于接收沿所述光缆返回的散射光，并转换为电信号；
分析单元，用于分析所述探测器传送来的所述电信号，从而获得所述光缆铺设区域的温度，以及定位所述光缆；
所述制冷装置用于在光缆定位时降低所述光缆上的定位点的温度；
所述光缆用于传输所述测量光、散射光，以及感知温度。
优选地，所述制冷装置包括设置有出口的密闭容器，所述密闭容器内装有液化或固化的气体。
优选地，所述定位点至少为两个。
优选地，所述定位点之间的光缆均匀铺设。
图2示意性地给出了本实用新型实施例的分布式光纤传感测温系统的工作流程图。如图2所示，所述工作流程包括如下步骤：
(A1)光源发出的测量光通过光缆传输，所述光缆感知温度；
(A2)使用制冷装置降低所述光缆上的定位点的温度；
(A3)所述测量光在所述光缆内的散射光通过所述光缆返回，探测器接收所述散射光，并转换为电信号；
(A4)分析单元处理所述探测器传送来的所述电信号，从而获得所述光缆感知的温度曲线，所述温度曲线上的温度凹陷点对应所述光缆上的定位点；
(A5)重复上述步骤(A2)-(A4)，从而建立温度曲线与所述光缆上位置的映射关系；
(A6)重复上述步骤(A1)、(A3)，所述分析单元处理所述探测器传送来的所述电信号，从而获得所述光缆感知的温度曲线；
所述分析单元利用所述映射关系去处理得到的温度曲线，从而得知所述光缆上各个位置点的感知温度。
优选地，所述映射关系为：
如图3所示，所述步骤(A5)中温度曲线上相邻两点l1、l2，对应到所述光缆上的定位点为L1、L2；则当温度曲线上的点I温度发生异常时，与所述点I对应的所述光缆上的位置点和所述定位点L1的距离P满足如下关系：
P = | L 1 - L 2 | · | I - l 1 | | l 1 - l 2 |
根据上述分布式光纤传感测温过程，所述定位点至少为两个。
根据上述分布式光纤传感测温过程，所述定位点之间的光缆均匀铺设。

Claims (4)

1.一种分布式光纤传感测温系统，所述分布式光纤传感测温系统包括：
光源，用于发出测量光，所述测量光通过光缆传输；
探测器，用于接收沿所述光缆返回的散射光，并转换为电信号；
制冷装置，用于在光缆定位时降低所述光缆上的定位点的温度；
分析单元，用于分析所述探测器传送来的所述电信号，从而获得所述光缆铺设区域的温度，以及定位所述光缆；
光缆，用于传输所述测量光、散射光，以及感知温度。
2.根据权利要求1所述的分布式光纤传感测温系统，其特征在于，所述制冷装置包括设置有出口的密闭容器，所述密闭容器内装有液化或固化的气体。
3.根据权利要求1所述的分布式光纤传感测温系统，其特征在于，所述定位点至少为两个。
4.根据权利要求3所述的分布式光纤传感测温系统，其特征在于，所述定位点之间的光缆均匀铺设。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110332595A (zh) * 2019-06-05 2019-10-15 北京航天控制仪器研究所 一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统

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