專利名稱：一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分布式光纖溫度傳感設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種環(huán)路探測型型分 布式光纖溫度傳感裝置。
背景技術(shù)：
光纖溫度傳感裝置主要用于交通、建筑、電力、煤礦、石化等行業(yè)，其作用是對這些重 要的場所進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控。它對與保證工業(yè)系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行，保障生命和財(cái)產(chǎn)的安全起 著重要的作用。
現(xiàn)有的光纖溫度傳感裝置是由激光驅(qū)動(dòng)器、激光器、同步控制器、耦合器、參考光纖、 濾光器、光電探頭、信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成。其工作原理為激光器連續(xù)不 斷地向探測光纜中發(fā)射激光，激光在光纜中傳輸過程中會(huì)發(fā)生后向散射，由于喇漫光譜對溫 度是敏感的，通過耦合器和濾光器將后向散射光中的喇漫光譜分離出來，再經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和 信號(hào)放大處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再將采集到的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理計(jì)算， 最終得出溫度數(shù)據(jù)。
在分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中，由于監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境的惡劣和突發(fā)事件，往往會(huì)導(dǎo)致光纖 的斷裂；同時(shí)由于測量距離比較長，激光衰減的原因會(huì)造成探測光纜末段精確度下降?，F(xiàn)有 的方法存在的缺陷和不足如下
1) 只從探測光纜的一端進(jìn)行測量，測量精度在探測光纜的末端比較差；
2) 若探測光纜斷裂，斷裂后的部分將無法測量到；
3) 由于激光衰減的原因會(huì)造成探測光纜首尾測量不一致的情況； 故仍然需要對現(xiàn)有分布式光纖溫度傳感設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置，該裝 置從環(huán)路探測光纜的兩端進(jìn)行測量，提高了系統(tǒng)的測量精度；從兩端進(jìn)行測量，雙向測量自 動(dòng)校準(zhǔn)，不但保證了首尾測量的一致性，還提高了測量精度；當(dāng)探測光纜斷裂后仍然可以準(zhǔn) 確測量探測光纖的各部分?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足。
為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感 裝置，其主要包括激光器，激光器的輸入端與激光驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器的輸入 端與同步控制器的輸出端連接，同步控制器的輸入端與數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接，激光器的 輸出端耦合器輸入端連接，耦合器的輸出端與光路切換器和濾光器的輸入端連接；光路切換器的兩個(gè)輸出端分別連接一條探測光纖的兩端；濾光器的輸出端連接光電轉(zhuǎn)換器的輸入端， 光電轉(zhuǎn)換器的輸出端與放大器的輸入端連接，放大器的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端連接， 數(shù)據(jù)采集器的輸出端與數(shù)據(jù)處理器的輸入端連接；數(shù)據(jù)處理器與計(jì)算機(jī)連接。
其特征在于所述的光路切換器，它的輸入端連接耦合器的輸出端，且受數(shù)據(jù)采集器的 控制，按指令把耦合器輸出端的光路在環(huán)路探測光纜的1號(hào)端口和2號(hào)端口之間切換；其中， 2號(hào)端口和1號(hào)端口是一條探測光纜的2個(gè)端口；當(dāng)數(shù)據(jù)采集器接到開始工作的指令后先將光 路切換到1號(hào)端口，采集整條探測光纜返回的數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)處理器； 然后光路切換器將光路切換到2號(hào)端口，再次采集整條探測光纜返回的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù) 據(jù)送給數(shù)據(jù)處理器；數(shù)據(jù)處理器接受到從環(huán)路探測光纜兩端測得的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 處理；然后光路切換器再將光路切換到1號(hào)端口，采集處理信號(hào)；如此循環(huán)，最終得出溫度 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上以曲線的形式顯示出來。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案之一，所述數(shù)據(jù)采集器按一定周期驅(qū)動(dòng)光路切換器，在該周 期內(nèi)裝置正好處理好若干次采集到的數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型公開了一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置，其與傳統(tǒng)的光纖測溫傳感 裝置相比本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1、 從探測光纜的兩端進(jìn)行測量，提高了系統(tǒng)的測量精度；
2、 若探測光纜斷裂，斷裂后仍然可以從兩端進(jìn)行測量，不會(huì)造成斷裂后的部分將無法測 量到的情況；
3、 從兩端進(jìn)行測量，雙向測量自動(dòng)校準(zhǔn)，保證了首尾測量的一致性；

圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型中光路切換器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型工作原理流程具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述
本實(shí)用新型涉及一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置，它主要包括激光器3，激光器 3與激光驅(qū)動(dòng)器2的輸出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器2的輸入端與同步控制器1的輸出端連接，同步 控制器1的輸入端與數(shù)據(jù)處理器13的輸出端連接;激光器3的輸出端耦合器4的輸入端連接， 4耦合裝置4的輸出端與光路切換器9和濾光器5的輸入端連接；濾光器5的輸出端連接光電 轉(zhuǎn)換器6的輸入端連接，光電轉(zhuǎn)換器6的輸出端與放大器7的輸入端連接，放大器7的輸出 端與數(shù)據(jù)采集器8的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集器8的輸出端與數(shù)據(jù)處理器16的一輸入端連接； 所述光路切換器9的輸入端連接耦合器4、且受數(shù)據(jù)采集器8的控制，按指令把耦合器4中的 光信號(hào)送入1號(hào)端口或2號(hào)端口 ；其中，2號(hào)端口和1號(hào)端口是一條環(huán)路探測光纜的2個(gè)端口； 數(shù)據(jù)采集器8接到開始工作的指令后先將光路切換到1號(hào)端口，采集整條探測光纜返回的數(shù) 據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)處理器；然后光路切換器9將光路切換到2號(hào)端口，再次 采集整條探測光纜返回的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)處理器；數(shù)據(jù)處理器13接受到從環(huán) 路探測光纜兩端測得的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，最終得出溫度數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上以曲線 的形式顯示出來。
本實(shí)用新型從探測光纜的兩端進(jìn)行測量，提高了系統(tǒng)的測量精度；當(dāng)探測光纜斷裂，斷 裂后仍然可以從兩端進(jìn)行測量，解決了因探測光纜斷裂后有一部分無法測量到的情況；從兩 端進(jìn)行測量，雙向測量自動(dòng)校準(zhǔn)，不但保證了首尾測量的一致性，還提高了測量精度。
其中計(jì)算機(jī)14是外圍設(shè)備，其他設(shè)備是封閉在一個(gè)箱體內(nèi)，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)通訊接口和 數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行通訊讀取內(nèi)部數(shù)據(jù)，并顯示在計(jì)算機(jī)上。
在具體實(shí)施時(shí)，所述的同步控制器1是采用德州儀器公司的CDCE913同步時(shí)鐘電路模塊 實(shí)現(xiàn)的；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的激光驅(qū)動(dòng)器2是采用高速電路制作的電流驅(qū)動(dòng)器，可以很好地驅(qū) 動(dòng)激光器發(fā)射激光；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的激光器3是半導(dǎo)體激光器，可根據(jù)激光驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流來發(fā)射激
光；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的探測光纜中的傳感光纖是采用62. 5/125Mffl多模光纖加低煙無卣外 護(hù)套，帶寬范圍為》400MHZ⑥850nm、》1000MHZ@1300nm，衰減范圍為《3. 0dB@850nm、《 0.8dB@1300nm，在外層；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的光電轉(zhuǎn)換器6采用高靈敏度APD雪崩二極管來探測激光，將光信 號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào)；
在具體實(shí)施時(shí)，所述的放大器7是采用德州儀器公司的0PA365型高性能的運(yùn)算大器； 在具體實(shí)施時(shí)，所述的數(shù)據(jù)采集器8是采用德州儀器公司的高速數(shù)據(jù)采集器，運(yùn)行速度 為100Mb/s;
在具體實(shí)施時(shí)，所述的數(shù)據(jù)處理器13是采用ALTERA公司的告訴FPGA來實(shí)現(xiàn)的；在具體實(shí)施時(shí)，所述的計(jì)算機(jī)14是通用的工業(yè)級計(jì)算機(jī)。
如圖1、圖2所示，當(dāng)計(jì)算機(jī)14發(fā)送溫度監(jiān)測命令給數(shù)據(jù)處理器13時(shí)，數(shù)據(jù)處理器13 驅(qū)動(dòng)同步控制器1發(fā)出同歩脈沖控制激光驅(qū)動(dòng)器2和數(shù)據(jù)采集器8同步工作；激光驅(qū)動(dòng)器2 接到同步控制器1發(fā)來的同步脈沖后就開始驅(qū)動(dòng)激光器3工作，向光纖中連續(xù)不斷地發(fā)送激 光；激光在光纖中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生后向喇漫散射，后向散射回來的光信號(hào)被耦合器4分離出來 傳入濾光器5、光電轉(zhuǎn)換器6和放大器7，最后射入到數(shù)據(jù)采集器8;數(shù)據(jù)處理器13控制同步 控制器1和接收數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)8;同步控制器1發(fā)送同步信號(hào)到激光驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)采集器 連接，使其同步工作。
本實(shí)用新型與以往實(shí)用新型的不同之處在于，所述的傳感光纖的兩端都接在光路切換器9 上，光路切換器9受到數(shù)據(jù)采集器8的控制；光路切換器9與耦合器4相連，按數(shù)據(jù)采集器8 的控制線的控制信號(hào)把激光信號(hào)在光路切換器9的1號(hào)端口和1號(hào)端口間切換。這樣，數(shù)據(jù) 采集器8接到開始工作的指令后先將光路切換到1號(hào)端口，采集整條探測光纜返回的數(shù)據(jù)， 然后將采集到的數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)處理器；然后光路切換器9將光路切換到2號(hào)端口，再次采集 整條探測光纜返回的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)處理器；數(shù)據(jù)處理器13接受到從環(huán)路探 測光纜兩端測得的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，最終得出溫度數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上以曲線的形 式顯示出來。
本實(shí)用新型從探測光纜的兩端進(jìn)行測量，提高了系統(tǒng)的測量精度；當(dāng)探測光纜斷裂，斷 裂后仍然可以從兩端進(jìn)行測量，解決了因探測光纜斷裂后有一部分無法測量到的情況；從兩 端進(jìn)行測量，雙向測量自動(dòng)校準(zhǔn)，不但保證了首尾測量的一致性，還提高了測量精度。
以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，不脫離本實(shí)用新型精神和范圍 的技術(shù)方案均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的專利申請范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置，它包括激光器，激光器的輸入端與激光驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器的輸入端與同步控制器的輸出端連接，同步控制器的輸入端與數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接，激光器的輸出端耦合器輸入端連接，耦合器的輸出端與光路切換器和濾光器的輸入端連接；光路切換器的兩個(gè)輸出端分別連接一條探測光纖的兩端；濾光器的輸出端連接光電轉(zhuǎn)換器的輸入端，光電轉(zhuǎn)換器的輸出端與放大器的輸入端連接，放大器的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端與數(shù)據(jù)處理器的輸入端連接；數(shù)據(jù)處理器與計(jì)算機(jī)連接，其特征在于所述的光路切換器，它的輸入端連接耦合器的輸出端，且受數(shù)據(jù)采集器的控制，按指令把耦合器輸出端的光路在環(huán)路探測光纜的1號(hào)端口和2號(hào)端口之間切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置，其特征在于所述 環(huán)路探測光纜的1號(hào)端口和2號(hào)端口是一條探測光纜的2個(gè)端口 。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種環(huán)路探測型分布式光纖溫度傳感裝置，其主要包括激光器，激光器的輸入端與激光驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，激光驅(qū)動(dòng)器的輸入端與同步控制器的輸出端連接，激光器的輸出端耦合器輸入端連接；耦合器的輸出端與光路切換器的輸入端連接，光路切換器把光路在環(huán)路探測光纜的2個(gè)端口之間切換；計(jì)算機(jī)連接數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器控制同步控制器和接收數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理器接受到從環(huán)路探測光纜測得的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理；然后光路切換器將光路切換到另一個(gè)端口，采集處理信號(hào)，最終得出溫度數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上以曲線的形式顯示出來。提高了系統(tǒng)的測量精度；從兩端進(jìn)行測量，雙向測量自動(dòng)校準(zhǔn)，不但保證了首尾測量的一致性。本實(shí)用新型提高了測量精度；即使探測光纜斷裂后仍然可以準(zhǔn)確測量探測光纖的各部分。
文檔編號(hào)G01K11/32GK201297967SQ20082015595
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者仝芳軒, 亮 劉, 周正仙 申請人:上海華魏自動(dòng)化設(shè)備有限公司