專利名稱：光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備綜合監(jiān)控領(lǐng)域使用的傳感檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的傳感變送器是一種將輸入的被測量物理量隔離并且按照一定的比例變送為電信號的裝置。其輸出可直接與系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制裝置、記錄儀表等設(shè)備的輸入匹配，組成數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)，是保證變壓器、變頻器機(jī)組、高壓開光柜等電力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要部件。在實(shí)際應(yīng)用中，上述現(xiàn)場環(huán)境往往極其惡劣，操作人員經(jīng)常無法到達(dá)現(xiàn)場而必須遠(yuǎn)距離的采集這些模擬信號，距離遠(yuǎn)至幾百米甚至幾公里，除了由于工業(yè)現(xiàn)場的各種干擾(如天體放電干擾、電暈電火花放電干擾、電氣設(shè)備頻率干擾、感應(yīng)干擾)會(huì)通過不同的耦合方式進(jìn)入測量系統(tǒng)使信號嚴(yán)重失真外，由于現(xiàn)場測量電路地線和后端采集電路地線之間往往存在著幾千伏至上萬伏的共模電壓，如果用電纜直接相連，會(huì)產(chǎn)生很大的接地環(huán)路電流，對設(shè)備以及操作人員的安全構(gòu)成極大威脅，因此必須在相互隔離的狀態(tài)下才能完成高精度的測量。在這樣的背景下，誕生了光纖傳感變送器，即使用光纖隔離采集端與設(shè)備之間的千萬伏級電壓并在其間傳遞數(shù)據(jù)信號。光纖由于其優(yōu)異的電氣絕緣特性和良好的抗電磁干擾的能力，在電氣危險(xiǎn)環(huán)境中的應(yīng)用極具吸引力。目前已有的光纖傳感變送器主要分為兩大類一為光纖光柵類利用光譜特性測量方式；二為微控制器類數(shù)字變送器。光纖光柵類利用光譜特性測量方式的光纖傳感變送器具有完全的電氣隔離特性，在采集端沒有電氣部分，而且是一種無源的變送器，但是光纖光柵類傳感變送器由于要使用到成本高昂的S-LED光源和光柵，因此制約了它的推廣與發(fā)展。考慮到成本，在35KV以下高壓開關(guān)柜、變壓器和高壓變頻器中使用光纖光柵類傳感變送器是不能被生廠商所接受的。微控制器類數(shù)字變送器是在高壓設(shè)備內(nèi)部部署嵌入式微控制系統(tǒng)，采集模擬信號，再將其通過光纖傳回，同樣可以實(shí)現(xiàn)光纖隔離。但是由于嵌入式微控制系統(tǒng)需要供電才能正常運(yùn)行，這些為采集端的微控制系統(tǒng)供電的電氣布線會(huì)給產(chǎn)品帶來一系列的安全性挑戰(zhàn)，另外其體積過大的局限性也是導(dǎo)致其在高壓電力設(shè)備中可行性不高的原因。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)，通過光纖取電來支持采集端運(yùn)行，并且拋棄傳統(tǒng)光纜連接方式，采用空間光學(xué)結(jié)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高、安全性低的缺陷，縮減產(chǎn)品體積并降低功耗。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)，包括采集端和解調(diào)端，其中所述采集端包括測定物理量的傳感器；將傳感器測到并輸入的數(shù)據(jù)信息使用脈沖位置調(diào)制方法編碼的處理器；將從處理器輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號的調(diào)制激光器，所述解調(diào)端包括受外部設(shè)備控制發(fā)射激光的激光器；解調(diào)數(shù)據(jù)并將其輸入外部設(shè)備的光解調(diào)模塊，其特征在于所述光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)還包括光纖跳線，其兩端分別連接采集端和解調(diào)端；光纖取電模塊，位于采集端內(nèi)，其一端連接處理器，處理器的兩端分別連接傳感器及調(diào)制激光器；所述光纖取電模塊為處理器、傳感器及調(diào)制激光器供電；第一濾波片，位于采集端內(nèi)，所述第一濾波片與光纖跳線之間為第三空間光路，所述第一濾波片與光纖取電模塊之間為第二空間光路，所述第一濾波片與調(diào)制激光器之間為第一空間光路；第二濾波片，位于解調(diào)端內(nèi)，所述第二濾波片與光纖跳線之間為第四空間光路，所述第二濾波片與激光器之間為第五空間光路，所述第二濾波片與光解調(diào)模塊之間為第六空間光路。所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于O. lmW。采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于在采集端和解調(diào)端兩部分之間以空間光路連接取代實(shí)體光纜連接，可以明顯縮小探頭體積，實(shí)現(xiàn)探頭小型化；采集端內(nèi)采用低功耗處理器與低功耗傳感器，以間歇方式工作，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于O. ImW;采集端將采集到的數(shù)據(jù)以脈沖位置調(diào)制的方式在光纖跳線中傳回解調(diào)端，使得系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施步驟。如圖I所示，在需要檢測的環(huán)境中配置一個(gè)采集端1，在遠(yuǎn)離被測環(huán)境的場所中配置解調(diào)端2和外部設(shè)備3。外部設(shè)備3控制激光器12,使激光器12發(fā)射波長為λ 2的激光，所述波長為入2的激光沿著第五空間光路17的方向依次經(jīng)過濾波片10、第四空間光路16、光纖跳線4、第三空間光路15至第一濾波片5,第一濾波片5將波長為λ 2的光經(jīng)第二空間光路14輸入光纖取電模塊6,光纖取電模塊6與處理器7、傳感器8和調(diào)制激光器9連接，當(dāng)波長為λ 2的光在光纖取電模塊6中積蓄到一定程度時(shí)就可以對處理器7、傳感器8和調(diào)制激光器9供電，以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)作，傳感器8開始采集溫度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸入處理器7，處理器7將傳感器8輸入的數(shù)據(jù)信息以脈沖位置調(diào)制的方法編碼后輸入調(diào)制激光器9，調(diào)制激光器9將光發(fā)射進(jìn)第一空間光路13，再經(jīng)第一濾波片5、第三空間光路15、光纖跳線4、第四空間光路16至解調(diào)端內(nèi)的第二濾波片10。在解調(diào)端2中，第二濾波片10將波長為λ I的光從第四空間光路16中分離出來，輸入光解調(diào)模塊11，解調(diào)出的溫度數(shù)據(jù)輸入外部設(shè)備3，以供外部應(yīng)用設(shè)備使用。采集端I在每個(gè)采集周期結(jié)束后都進(jìn)入休眠狀態(tài)，以節(jié)省電能。根據(jù)不同的檢測需求，傳感器8可以選擇溫度傳感器、濕度傳感器、電流互感器等的模擬或數(shù)字傳感器，以組成不同檢測效果的光纖點(diǎn)式溫度系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)，包括采集端和解調(diào)端，其中所述采集端包括測定物理量的傳感器；將傳感器測到并輸入的數(shù)據(jù)信息使用脈沖位置調(diào)制方法編碼的處理器；將從處理器輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號的調(diào)制激光器，所述解調(diào)端包括受外部設(shè)備控制發(fā)射激光的激光器；解調(diào)數(shù)據(jù)并將其輸入外部設(shè)備的光解調(diào)模塊，其特征在于所述光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)還包括光纖跳線，其兩端分別以空間光路連接所述采集端和所述解調(diào)端；光纖取電模塊，位于采集端內(nèi)，其一端連接處理器，處理器的兩端分別連接傳感器及調(diào)制激光器；所述光纖取電模塊為處理器、傳感器及調(diào)制激光器供電；第一濾波片，位于采集端內(nèi)，所述第一濾波片與光纖跳線之間為第三空間光路，所述第一濾波片與光纖取電模塊之間為第二空間光路，所述第一濾波片與調(diào)制激光器之間為第一空間光路；第二濾波片，位于解調(diào)端內(nèi)，所述第二濾波片與光纖跳線之間為第四空間光路，所述第二濾波片與激光器之間為第五空間光路，所述第二濾波片與光解調(diào)模塊之間為第六空間光路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器是溫度傳感器、濕度傳感器、電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)，其特征在于所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光纖點(diǎn)式測溫系統(tǒng)，具有采集端和解調(diào)端，其中所述采集端具有第一濾波片、第一、第二及第三空間光路、光纖取電模塊，所述解調(diào)端具有第二濾波片、第四、第五及第六空間光路；所述采集端與解調(diào)端以光纖跳線連接。采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于在采集端和解調(diào)端兩部分之間以空間光路連接取代實(shí)體光纜連接，可以明顯縮小探頭體積，實(shí)現(xiàn)探頭小型化；采集端內(nèi)采用低功耗處理器與低功耗傳感器，以間歇方式工作，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于0.1mW；采集端將采集到的數(shù)據(jù)以脈沖位置調(diào)制的方式在光纖跳線中傳回解調(diào)端，使得系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號G01K11/32GK202770553SQ20122028687
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者陳超 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司