CN203414094U - 光纤开关量传感系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤开关量传感系统，其中，包括：数据处理主机；传感光纤时域分析仪，与所述数据处理主机相连，且与所述数据处理主机通过网络进行数据通讯；开关量发生装置，所述开关量发生装置内设置有传感光纤，且所述传感光纤通过光缆与所述传感光纤时域分析仪相连。本实用新型提供的光纤开关量传感系统对光纤系统工程施工、验证、维护均有重要意义，可以应用到光纤位置标定，应急救援时的人员定位、数据采集与通讯等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通信技术，尤其涉及一种光纤开关量传感系统。
背景技术
光纤传感技术具有分布式、自定位的特点。然而，如果采用光纤对例如矿井下的压力、位移等物理量进行信息传递时，由于光纤中仅有光通过，无法传递上述物理量。因此，有必要设计一种新的传感装置，实现利用光纤来传输上述信息。
实用新型内容
本实用新型提供了一种光纤开关量传感系统，以实现开关量通讯的目的。
本实用新型提供了一种光纤开关量传感系统，其中，包括：
数据处理主机；
传感光纤时域分析仪，与所述数据处理主机相连，且与所述数据处理主机通过网络进行数据通讯；
开关量发生装置，所述开关量发生装置内设置有传感光纤，且所述传感光纤通过光缆与所述传感光纤时域分析仪相连。
如上所述的光纤开关量传感系统，其中，优选的是，所述开关量发生装置包括：
第一盘纤单元，所述盘纤单元内设置有传感光纤；
发热体，所述发热体与所述传感光纤相连；
第一操作单元，所述第一操作单元与所述发热体相连，对所述发热体加热。
如上所述的光纤开关量传感系统，其中，优选的是，所述开关量发生装置包括：
第二盘纤单元，所述盘纤单元内设置有传感光纤；
弹性体，所述弹性体与所述传感光纤相连；
第二操作单元，所述第二操作单元与所述弹性体相连，对所述弹性体施力。
如上所述的光纤开关量传感系统，其中，优选的是，所述开关量发生装置还包括：温度控制器，所述温度控制器设置在所述发热体与所述第一操作单元之间。
如上所述的光纤开关量传感系统，其中，优选的是，所述开关量发生装置还包括：供电单元，所述供电单元与所述温度控制器相连。
本实用新型提供的光纤开关量传感系统通过数据处理主机获取开关量，该开关量是一个距离与时间的函数，其优点如下：
1、与现有电子系统获得的开关量相比，本实用新型提供的传感系统可以实现分布式的开关量采集；
2、与现有的光纤传感系统相比，可以实现数据通讯的功能；
3、该系统在使用过程中不影响传感光纤的传感性能，可以实现传感性能；
4、可以实现开关量发生点的空间定位。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的光纤开关量传感系统结构示意图；
图2为一种开关量发生装置的实施方式；
图3为温度的时间序列；
图4为温度开关量的时间序列；
图5为另一种开关量发生装置的实施方式；
图6为应力的时间序列；
图7为应力开关量的时间序列。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种光纤开关量传感系统，包括数据处理主机1、传感光纤时域分析仪2和开关量发生装置3。
数据处理主机1和传感光纤时域分析仪3放置在机房中，二者通过网络进行数据通讯，开关量发生装置3设置在测量点，开关量发生装置3内设置有传感光纤，且该传感光纤通过光缆4与传感光纤时域分析仪2相连。当外界动作使开关量发生装置3中的传感光纤的光学特性发生变化时，传感光纤时域分析仪2将检测到的传感量进行数据处理，之后通过网络传输给数据处理主机1，数据处理主机1再根据预先定义的规则解析出开关量。通过对开关量的时间序列的解析，实现信息的传输。
以下以温度和应力作为待测物理量进行阐述：
当待测物理量为温度时，开关量发生装置可以由第一盘纤单元31、发热体32和第一操作单元33组成。第一盘纤单元31内设置有传感光纤，发热体32与传感光纤相连，第一操作单元33与发热体相连，对发热体加热。
发热体32温度升高，并将热量传递到传感光纤，传感光纤的温度值达到T1，此时环境温度为T0。第一操作单元33控制传感光纤的温度值T1以及环境温度值T0交替发生，那么在光纤时域分析仪上测试到的数据在时间轴上的波形如图3所示，经过数据处理主机1进行数据处理后，温度开关量的波形如图4所示。显然，图4所示的就是通讯中所需要的0和1信号量，开关量的时间序列可以承载相应的温度数据信息，据此进行后续的分析。
本实施例中，光纤开关量传感系统还可以设置温度控制器34，可以控制发热体32产生若干种不同的温度值T0、T1、T2、T3，并定义它们的二进制表示为00，01,10,11，因此该传感系统可以实现4进制的数据传输，依此类推，继而可以实现其他进制的数据传输。
进一步地，上述传感系统还设置有供电单元35，与温度控制器34相连，为温度控制器34提供电源。
当待测物理量为应力时，开关量发生装置3可以由第二盘纤单元36、弹性体37和第二操作单元38组成。如图5所示，第二盘纤单元36内设置有传感光纤，弹性体37与传感光纤相连，第二操作单元38与弹性体37相连，对弹性体37施力。
弹性体37受力后导致传感光纤产生拉伸应力G1，设传感光纤处于自由状态时的拉伸应力为G0。当第二操作单元38控制弹性体37受力，从而使传感光纤的拉伸应力G1和G0按所需传输的信息要求交替发生时，传感光纤时域分析仪2上测试到的数据在时间轴上的波形如图6所示，再经过数据处理主机1进行数据处理后，开关量的波形如图7所示。由此可以看出，图7所示的即为0,1信号量。开关量的时间序列可以承载相应的应力数据信息，据此进行后续的分析。
本实施例提供的光纤开关量传感系统，其基本原理如下：
对于分布式的开关量，其基本形式为：
这是一个时间t和距离l的函数。由于开关量发生时为1,消失时为0（也可以定义为发生时为0，消失时为1），因此在光纤开关量传感系统中开关量的发生和消失可以使用相应的传感量来定义。它同时也是个时间函数，因此，最终形成的是一个0,1组成的开关量时间序列。通过对开关量时间序列的解析，可以实现信息传输的目的。
设传感光纤处于正常状态时，传感光纤时域分析仪上所测到的传感量为T0，操作装置发生动作时为T1。那么上式可以表述为:
基于上述原理，光纤开关量传感系统可以在光纤对应力或温度进行感应的同时将传感量通过光纤传输到光纤时域分析仪中。通过开关量发生装置对光纤施加一定的应力或温度，使光纤产生一定的感应量，通过对传感光纤时域分析仪采集的传感数据进行编码之后，形成了开关量的时序系列，实现数据通讯的目的，同时由于光纤传感时域分析仪分析的特性可以确定开关量发生的位置。
本实用新型实施例提供的光纤开关量传感系统对光纤系统工程施工、验证、维护均有重要意义，可以应用到光纤位置标定，应急救援时的人员定位、数据采集与通讯等领域。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种光纤开关量传感系统，其特征在于，包括：
数据处理主机；
传感光纤时域分析仪，与所述数据处理主机相连，且与所述数据处理主机通过网络进行数据通讯；
开关量发生装置，所述开关量发生装置内设置有传感光纤，且所述传感光纤通过光缆与所述传感光纤时域分析仪相连。
2.根据权利要求1所述的光纤开关量传感系统，其特征在于，所述开关量发生装置包括：
第一盘纤单元，所述盘纤单元内设置有传感光纤；
发热体，所述发热体与所述传感光纤相连；
第一操作单元，所述第一操作单元与所述发热体相连，对所述发热体加热。
3.根据权利要求1所述的光纤开关量传感系统，其特征在于，所述开关量发生装置包括：
第二盘纤单元，所述盘纤单元内设置有传感光纤；
弹性体，所述弹性体与所述传感光纤相连；
第二操作单元，所述第二操作单元与所述弹性体相连，对所述弹性体施力。
4.根据权利要求2所述的光纤开关量传感系统，其特征在于，所述开关量发生装置还包括：温度控制器，所述温度控制器设置在所述发热体与所述第一操作单元之间。
5.根据权利要求4所述的光纤开关量传感系统，其特征在于，所述开关量发生装置还包括：供电单元，所述供电单元与所述温度控制器相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320477582.3U CN203414094U (zh) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | 光纤开关量传感系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320477582.3U CN203414094U (zh) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | 光纤开关量传感系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203414094U true CN203414094U (zh) | 2014-01-29 |
Family
ID=49976977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320477582.3U Expired - Lifetime CN203414094U (zh) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | 光纤开关量传感系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203414094U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105654683A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-08 | 电子科技大学 | 一种光纤围栏远程标定及单人测试方法 |
| CN106774059A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-31 | 上海交通大学 | 一种用于海洋工程的光纤采集分析双备份装置的控制系统 |
-
2013
- 2013-08-06 CN CN201320477582.3U patent/CN203414094U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105654683A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-08 | 电子科技大学 | 一种光纤围栏远程标定及单人测试方法 |
| CN105654683B (zh) * | 2016-01-21 | 2018-01-23 | 电子科技大学 | 一种光纤围栏远程标定及单人测试方法 |
| CN106774059A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-31 | 上海交通大学 | 一种用于海洋工程的光纤采集分析双备份装置的控制系统 |
| CN106774059B (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-09 | 上海交通大学 | 一种用于海洋工程的光纤采集分析双备份装置的控制系统 |
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