[实用新型]分布式光纤温度传感系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤温度测量设备，特别涉及一种高空间分辨力分布式的光纤温度传感系统。

背景技术

近年来，分布式光纤温度传感系统得到了很快的发展，其测温精度和测量距离基本上能满足大部分工程实用化的需求。但是，分布式光纤温度传感系统的空间分辨力(空间采样点的间隔距离，距离越小空间分辨力越高)仍然受到限制，空间分辨力主要取决于模数转换器的信号采样频率。对于100MHz的采样频率，空间分辨力为1米。为提高空间分辨力，传统的办法是将采样频率提高，比如增加到400MHz，此时空间分辨力缩短到0.25米，但是高速AD转换器的成本高昂，电路制备复杂。

分布式光纤温度传感系统中，背向散射反Stokes Raman(ASR)和StokesRaman(SR)经过光波长分离器件分离后，由于传播路径不同到达光电探测器的时间不同，这样，会造成传感光纤上同一点反射的ASR和SR散射光到达探测器的时间不同，如果采样时钟相位相同，会导致同一时刻采集的ASR，SR信号对应于空间不同的点，分布式光纤温度传感系统由ASR和SR的比求出温度的变化，ASR，SR信号不对齐必然会导致测温系统的空间分辨率下降以及温度偏差，甚至出现和实际温度相反的情况。传统的解决办法是通过加入不同长度的匹配光纤使ASR，SR通道光纤长度保持一致，这种办法操作起来比较复杂，而且很难精确补偿长度的差别。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单，成本低廉，且测量准确度高的高空间分辨力分布式光纤温度传感系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种分布式光纤温度传感系统，包括激光器模块，与激光器模块相连的光波长分离模块，与光波长分离模块输出端相连的传感光纤，与光波长分离模块输出端相连的ASR光探测器和SR光探测器，及ASR模数转换器和SR模数转换器，其特征在于：还包括一个时钟产生器，所述的时钟产生器发出与系统基准时钟不同相位偏移的时钟信号或脉冲信号；该时钟产生器分别与ASR模数转换器和SR模数转换器、激光器模块及数据处理单元相连；所述的时钟信号控制ASR模数转换器或SR模数转换器进行数据采集；所述的脉冲信号控制激光器模块。

所述的时钟产生器为相位可设置的模数转换时钟源。

本实用新型提供的高空间分辨力分布式光纤温度传感系统，通过采集多组数据，每组数据对应的空间采样点相对偏移一小段空间距离的办法来实现。空间采样点相对偏移一小段空间距离通过时钟产生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的ASR，SR时钟信号分别控制ASR，SR模数转换器进行数据采集来实现，或者通过时钟产生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的激光器触发脉冲来实现。

由于本实用新型在ASR、SR对应的采集模块和信号处理模块间添加一时钟产生器，它为相位可设置的模数转换时钟源，该项技术方案的采用，在不改变采样信号频率的条件下，通过时钟产生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的方法，使空间采样点相对偏移一小段空间距离，该相对偏移的一小段距离为系统新的空间分辨力，相位偏移越小，空间分辨力就越高，从而实现了在采样频率不变的条件下，通过相位偏移达到空间分辨力提高的目的。

与现有技术相比，由于本实用新型技术方案所采用相位的改变比采样频率的提高容易得多，因此，本实用新型的技术方案具有简单易行，成本低的优点，而且SR，ASR通道的时间差也可以通过采用时钟的相位差来精确补偿，保证了测量的准确度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种高空间分辨力分布式光纤温度传感系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种高空间分辨力分布式光纤温度传感系统中时钟产生器的ASR，SR时钟相位示意图；

其中：1、传感光纤；2、波长分离模块；3和4、光纤；5和6、光探测器；7和8、模数转换器；9和10、时钟信号；11、时钟产生器；12、数据处理单元；13、激光器模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一：参见图1所示，本实施例提供的一种高空间分辨力分布式光纤温度传感系统，激光器模块13在时钟产生器11产生的时钟信号控制下，发出一束脉冲激光，脉冲激光通过波长分离模块2输入到传感光纤1，传感光纤1反射回来的散射光通过波长分离模块2分解成不同波长的ASR和SR信号通过光纤3，4进入ASR，SR光探测器5和6，由与之相连的ASR，SR模数转换器7和8转换成数字信号送到数据处理单元12计算得出温度沿光纤的分布曲线。