CN205562071U

CN205562071U - 一种新型分布式光纤传感温度报警系统

Info

Publication number: CN205562071U
Application number: CN201620372480.9U
Authority: CN
Inventors: 韩丙辰; 张天刚; 史建华
Original assignee: Shanxi Datong University
Current assignee: Shanxi Datong University
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2026-04-28

Abstract

本实用新型公开了一种新型分布式光纤传感温度报警系统，脉冲LD驱动器与激光二极管连接发出一列均匀光脉冲，激光二极管与双向耦合器连接，双向耦合器与波分复用器连接，经过波分复用器注入到传感光纤中，传感光纤中的后向瑞利散射光及承载分布温度信息的后向喇曼散射光背向传播后再通过波分复用器分成两路进入到与波分复用器所连接的光学滤波器中，光学滤波器与APD光电探测器连接，APD光电探测器与放大器连接，放大器通过A/D转换器与信号采集处理卡连接，信号采集处理卡通过无线通信模块与计算机连接，计算机还连接有一个打印机，本实用新型结构简单，可改善信噪比，提高系统的可靠性、空间分辨率和测温精度，同时实现了远程控制，可以实时监测。

Description

一种新型分布式光纤传感温度报警系统

技术领域

本实用新型涉及分布式光纤温度传感技术领域，具体的说是一种新型分布式光纤传感温度报警系统。

背景技术

分布式光纤温度传感器系统是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的光纤传感系统。在系统中光纤既是传输媒体又是传感媒体，利用光纤背向喇曼散射的温度效应，光纤所处空间各点的温度场调制了光纤中的背向喇曼散射的强度，即反斯托克斯背向喇曼散射光的强度，经波分复用器和光电检测器采集了带有温度信息的背向喇曼散射光电信号，再经信号处理系统解调后，将温度信息实时从噪声中提取出来并进行显示，它是一种典型的光纤通信网络，在时域里，利用光纤中光波的传播速度和背向光回波的时间间隔，利用光纤的光时域反射技术(OTDR)对所测温度点定位，它是一种典型的光雷达系统。但是传统的基于OTDR的分布式光纤喇曼温度传感器的后向喇曼散射信号很微弱，信噪比较差，系统可靠性、空间分辨率和测温精度不高，从光纤后向散射回来的光谱包括多种谱线，而反斯托克斯光、瑞利光和斯托克斯光的光谱相隔较远，增加了光部件的插损。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款改善信噪比，提高系统的可靠性、空间分辨率和测温精度的一种新型分布式光纤传感温度报警系统，正是发明人所要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种新型分布式光纤传感温度报警系统，其结构简单，可改善信噪比，提高系统的可靠性、空间分辨率和测温精度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型分布式光纤传感温度报警系统，其包括脉冲LD驱动器、激光二极管、双向耦合器、波分复用器、传感光纤、光学滤波器、APD光电探测器、放大器、A/D转换器、信号采集处理卡、无线通信模块、计算机，所述脉冲LD驱动器与激光二极管连接发出一列均匀光脉冲，所述激光二极管与双向耦合器连接，所述双向耦合器与波分复用器连接，经过所述波分复用器注入到传感光纤中，所述传感光纤中的后向瑞利散射光及承载分布温度信息的后向喇曼散射光背向传播后再通过波分复用器分成两路进入到与波分复用器所连接的光学滤波器中，所述光学滤波器与APD光电探测器连接，所述APD光电探测器与放大器连接，所述放大器通过A/D转换器与信号采集处理卡连接，所述信号采集处理卡通过无线通信模块与计算机连接。

进一步，所述计算机还连接有一个打印机。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型本实用新型通过时分波分复用技术组成星形或环形的局域传感网，接入计算机，组成综合的智能光纤传感网，减少了光回波能的损耗，降低光部件的插损。系统采用脉冲LD驱动器以及将后向散射信号通过两只APD光电探测器转换成微弱信号后放大再利用高速信号处理采集卡采集处理信号，消除了随机噪声，改善了信噪比，提高了系统的可靠性、空间分辨率和测温精度。

2、本实用新型将信号采集处理卡通过无线通信模块与计算机连接，实现远程监控，可实时对系统进行监测。计算机连接有一个打印机，打印机能自动纪录并打印报警点位置及报警时的时间。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

附图标记说明：1-脉冲LD驱动器；2-激光二极管；3-双向耦合器；4-波分复用器；5-传感光纤；6-光学滤波器；7-APD光电探测器；8-放大器；9-A/D转换器；10-信号采集处理卡；11-无线通信模块；12-计算机。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型结构框图，该结构一种新型分布式光纤传感温度报警系统，包括脉冲LD驱动器1、激光二极管2、双向耦合器3、波分复用器4、传感光纤5、光学滤波器6、APD光电探测器7、放大器8、A/D转换器9、信号采集处理卡10、无线通信模块11、计算机12，脉冲LD驱动器1与激光二极管2连接发出一列均匀光脉冲，激光二极管2与双向耦合器3连接，双向耦合器3与波分复用器4连接，经过波分复用器4注入到传感光纤5中，传感光纤5中的后向瑞利散射光及承载分布温度信息的后向喇曼散射光背向传播后再通过波分复用器4分成两路进入到与波分复用器4所连接的光学滤波器6中，光学滤波器6与APD光电探测器7连接，APD光电探测器7与放大器8连接，放大器8通过A/D转换器9与信号采集处理卡10连接，信号采集处理卡10通过无线通信模块11与计算机12连接。

由脉冲LD驱动器1发出一列均匀光脉冲，注入到与之耦合的光纤中，再经过波分复用器4注入到传感光纤5中。传感光纤5布置于被测温度场分布环境中，这样传感光纤5中的后向瑞利散射光及承载分布温度信息的后向喇曼散射光背向传播，且再次通过波分复用器4分成两路进入到光学滤波器6中。光学滤波器6滤除后向散射光中较强的瑞利光信号，并把光强较弱的喇曼反斯托克斯和斯托克斯后向散射光信号分开。反斯托克斯及斯托克斯这两路光信号，通过光纤耦合进入两只APD光电探测器7及低噪声宽带放大器8组成的两路光接收机中进行光电转换及信号放大。两路放大电信号再通过A/D转换器9由50MHz的双通道高速瞬态信号处理采集卡10采集，经过无线通信模块11传输信号，最后数据经计算机12进行处理获取沿光纤分布的温度、距离和温度变化曲线。

将传感光纤5按检测需要分成若干个分区，根据分区的情况设置温度和升温速率报警电平，当某个位置达到和超过该电平时，系统发出声、光报警信号，计算机12连接有一个打印机，打印机能自动纪录并打印报警点位置及年、月、日、时、分、秒。计算机12可以显示时光时域反射曲线信号、温度、升温速率、光纤上各点温度信号电平值、温度值、升温速率，将光纤平面布线图预先输入计算机，则可在图形上直接显示温度的变化。

本实用新型通过波分复用技术组成星形或环形的局域传感网，接入计算机12，组成综合的智能光纤传感网，减少了光回波能的损耗，降低光部件的插损。系统采用脉冲LD驱动器1以及将后向散射信号通过两只APD光电探测器7转换成微弱信号后放大再利用高速信号处理采集卡10采集处理信号，消除了随机噪声，改善了信噪比，提高了系统的可靠性、空间分辨率和测温精度。

Claims

1.一种新型分布式光纤传感温度报警系统，其特征在于：其包括脉冲LD驱动器、激光二极管、双向耦合器、波分复用器、传感光纤、光学滤波器、APD光电探测器、放大器、A/D转换器、信号采集处理卡、无线通信模块、计算机，所述脉冲LD驱动器与激光二极管连接发出一列均匀光脉冲，所述激光二极管与双向耦合器连接，所述双向耦合器与波分复用器连接，经过所述波分复用器注入到传感光纤中，所述传感光纤中的后向瑞利散射光及承载分布温度信息的后向喇曼散射光背向传播后再通过波分复用器分成两路进入到与波分复用器所连接的光学滤波器中，所述光学滤波器与APD光电探测器连接，所述APD光电探测器与放大器连接，所述放大器通过A/D转换器与信号采集处理卡连接，所述信号采集处理卡通过无线通信模块与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型分布式光纤传感温度报警系统，其特征在于：所述计算机还连接有一个打印机。