[实用新型]高分辨率分布式光纤温度传感器和测温装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及温度传感器，具体的说是一种测量精度高、生产成本低、准确可靠，特别适用于高空间分辨率检测应用环境的高分辨率分布式光纤温度传感器和测温装置。

背景技术

分布式光纤温度传感器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，该系统利用拉曼散射效应和OTDR技术实现对敏感光纤所处温度场的分布式测量，与传统的电温度传感器相比，光纤温度传感器具有灵敏度高、能够抗电磁干扰、重量轻、寿命长等优点，因此可以广泛应用于电力电缆、地铁隧道、煤矿巷道、石油储罐以及大型建筑的温度监控和火灾报警中。

虽然拉曼型分布式光纤温度传感器的研究已相对成熟，但仍存在不完善的问题，目前分布式光纤温度传感器的发展方向是长距离、高精度，而高精度就是高温度波动度、高空间分辨率，而实现长距离和高温度波动度，最终追求高的信噪比，而目前高空间分辨率检测应用环境下的光纤测温，仅通过控制单个脉冲宽度来实现，为了得到高的空间分辨率就需要使用窄脉冲光源，但窄脉冲光源也意味着光能量减小，导致限制了测量距离，同时在光源脉冲宽度一定的情况下由于激光延迟抖动等带来的周期性后向散射光信号之间存在误差，最终导致累加过程进一步降低了系统的空间分辨率。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种结构合理、测量精度高、生产成本低、准确可靠，特别适用于高空间分辨率检测应用环境的高分辨率分布式光纤温度传感器和测温装置。

本实用新型可以通过以下措施达到：

一种高分辨率分布式光纤温度传感器，设有由脉冲光纤激光器、波分复用器、定标光纤、传感光纤、光电接收模块、数据采集卡组成的测温环路，其特征在于还设有同步误差监测环路。

本实用新型中所述高分辨率分布式光纤温度传感器，其特征在于脉冲光纤激光器的输出端与波分复用器相连接，波分复用器的输出端与1*2光纤耦合器相连接，1*2光纤耦合器的两路输出端分别与定标光纤、脉冲光电转换器的输入端相连接，其中定标光纤的输出端与传感光纤相连接，脉冲光电转换器的输出端与数据采集卡相连接，由传感光纤中返回的背向散射光信号经波分复用器处理后获得斯托克斯光信号、反斯托克斯光信号分别由与波分复用器相连接的两路光电接收模块接收，两路光电接收模块的输出端分别与数据采集卡相连接，数据采集卡的输出端与脉冲光纤激光器相连。

本实用新型中所述数据采集卡内设有输入端与脉冲光电转换器输出端相连接的同步误差监测数据采集电路，

与同步误差监测数据采集电路相连接的误差计算电路，

以及与误差计算电路相连接的用于判断是否进行背向光信号累加的判定电路；

设有用输入端与两路光电接收模块的输出端相连接的背向光信号接收电路，

与背向光信号接收电路相连接的累加处理电路，

与累加处理电路相连接的用于将背向光信号的处理结果上传至工控机的上传电路；

还设有用于向脉冲光纤激光器发送固定重复频率的脉冲信号的脉冲触发电路，

其中用于判定是否进行背向光信号累加的判定电路的输出端与累加处理电路相连接，

脉冲触发电路的输出端与脉冲光纤激光器的触发信号输入端相连接，脉冲触发电路还与误差计算电路相连接。

 本实用新型中所述脉冲光电转换器，由波长为1550nm的Pin管或APD、高压模块及运放电路构成，高压模块的输出端与Pin管或APD的输入端相连，Pin管或APD的输出端与运放电路的输出端相连，高压模块为Pin管或APD提供反向偏置，实现光信号到电信号的转换，运放电路实现电信号的调整。