[发明专利]厘米级光纤温度测量系统

说明书

本发明公开了一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤、波长分离器、光纤、ASR光探测器、SR光探测器、ASR AD转换器、SR AD转换器、时钟发生器、数据处理模块、激光器组成。所述激光器与光波长分离器相连接，光波长分离器输出端与感温光纤、ASR光探测器和SR光探测器连接；ASR光探测器与ASR AD转换器连接,SR光探测器与SR AD转换器连接；所述时钟发生器分别与ASR AD转换器和SR AD转换器、激光器及数据处理模块相连；所述的时钟发生器控制ASR AD转换器和SR AD转换器进行采集，利用时钟发生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的ASR和SR时钟信号，由不同相位偏移的ASR和SR时钟信号分别控制ASR AD转换器，SR AD转换器进行数据采集来实现对在每组数据对应的空间采样点相对偏移一定距离的办法来实现厘米级采集精度。

技术领域

本发明涉及一种高精度光纤温度测量系统，特别涉及一种厘米级光纤温度测量系统。

技术背景

近年来，光纤温度传感系统得到了很快的发展及广泛的应用，在其测温精度和测量距离上基本满足大部分工程实用化的需求。但是，高精度的光纤温度传感系统尤其是厘米级空间分辨力测量系统仍然受到限制。对于100MHz的采样频率，空间分辨力为1米。要达到厘米级分辨力，传统的办法是提高采样频率，比如增加到500MHz，此时空间分辨力可以达到0.20米，但是高速AD转换器的成本高昂，处理电路非常复杂。

光纤温度传感系统中，反射散射光经过光波长分离器件分离出ASR和SR后由光探测器接收，光纤温度传感系统由ASR和SR的比求出温度的变化。由于ASR和SR传播路径不同到达光电探测器的时间不同，会造成传感器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，在同一个采样时钟相位上，会导致同一时刻采集的ASR和SR信号对应于不同的空间点，由ASR和SR的比求出温度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。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，并提供一种结构简单，成本低廉，分辨率达到厘米级的厘米级光纤温度测量系统。

本发明提供的一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤、波长分离器、光纤、ASR光探测器、SR光探测器、ASR AD转换器、SR AD 转换器、时钟发生器、数据处理模块、激光器组成。

本发明提供的厘米级光纤温度测量系统，通过同时采集多组数据，利用时钟发生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的ASR和SR时钟信号，由不同相位偏移的ASR和SR时钟信号分别控制ASR AD转换器，SR AD转换器进行数据采集来实现对在每组数据对应的空间采样点相对偏移一定距离的办法来实现厘米级采集精度。

由于本发明在ASR AD转换器、SR AD转换器与信号处理模块间设计了一相位可设置的时钟发生器，在不改变采样信号频率的条件下，通过时钟发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定距离，该相对偏移的一定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，通过相位偏移达到厘米级采集精度。

本发明的技术方案具有简单易行，成本低，而且SR光探测器、ASR光探测器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是本发明系统结构图。

具体实施方式

参见图1所示，本发明提供的一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤1、波长分离器 2、光纤 3、ASR光探测器 4、SR光探测器 5、ASR AD转换器 6、SR AD转换器 7、时钟信号 8、时钟发生器 9、数据处理模块 10、激光器 11组成。