[发明专利]一种分布式光纤测温系统

说明书

本发明公开了一种分布式光纤测温系统，包括测温主机，与所述测温主机相连的脉冲激光器、数据采集卡；所述脉冲激光器的输出端依次连接有波分复用器和测温光纤；所述数据采集卡与波分复用器通过APD探测器相连；所述测温光纤的首端和末端均设有恒温槽；所述脉冲激光器发出的激光脉冲信号经波分复用器进入测温光纤，测温光纤向波分复用器反馈斯托克斯散射光和反斯托克斯散射光，波分复用器将散射光发射至APD探测器，APD探测器将光信号转化为电信号后传输至数据采集卡，数据采集卡将电信号发送给测温主机；测温主机根据接收到的电信号及测温光纤首端、末端的温度数据，计算得到测温光纤沿线的温度分布曲线。

技术领域

本发明属于光纤测温技术领域，具体涉及一种分布式光纤测温系统。

背景技术

智能电网属于电力系统，其中包括发电厂、高压电网、变电站、配电站等，具体的有发电机、变压器、电力电缆、开关等电力设备。这些设备通常在高电压、强电场、热负荷等环境下工作，且工作环境无人值守也无人为监控。电网作为工程基础设施系统，涉及千家万户的用电需求，电力设施设备的运行温度是保障电网安全运行的一个重要因素。无论是电力电缆、变压器还是其他电气设备，作为电力系统的重要环节都可能因为一些电路问题或者外界因素而导致局部过热或者产生电弧火花而导致火灾从而造成巨大的经济损失。因此为了避免这样的恶性事件，急需对电力设备进行全方位的温度监测。

目前传统的温度探测器均采用点探测工作方式，这样的工作方式不仅不适合强电磁的工作环境，并且对于长距离多点探测有着相当大的困难。针对传统探测方式的不足，近年来出现的分布式光纤测温方式结合后向拉曼散射效应和光时域分析(OTDR)技术利用传感光纤实现对温度场的一个分布式测量，与传统的温度测量方式相比，分布式光纤测温传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰、长距离多点探测等优点，因此可以广泛地应用在电力系统，轨道交通、煤矿巷道以及大型建筑的温度监控和火灾报警当中。

分布式光纤温度传感技术主要利用了光学非线性效应中拉曼散射光信号的强度与温度的相关性，通过对光纤不同位置处激发产生的拉曼散射光信号进行探测与强度分析进而实现光纤不同位置处温度的测量。分布式光纤温度传感技术中的光纤即是传感器也是信息传输媒介，该技术具有传感器结构灵活、分布连续、监测距离长、工作温度高等特点，因此在消防与火灾预警、油井勘测等领域具有广泛应用前景。

在实际的工程测量实践中，分布式光纤测温系统设计和实际测量使用方面还有一些无法克服的缺陷：如现有的分布式光纤测温系统，只能实时监测沿线的温度分布数据，无法对未来的温度分布进行预测；而在实际应用过程中，电缆的温度很多情况下并非是突然升高的，很多都是随着时间进行热累积最终导致燃烧；而目前的分布式光纤测温系统不仅无法预测到未来沿线的温度数据，更不能准确定位未来温度异常的位置信息。这些缺陷导致现有的分布式光纤测温系统仍无法解决大部分电缆温度异常导致的事故问题。

如公开号为CN111551280A的中国专利公开了一种用于分布式光纤的测温系统，包括光信号发射模块、光信号接收模块、光波分复用模块、数据处理模块和定标控温模块，所述光信号发射模块、光信号接收模块、光波分复用模块、数据处理模块和定标控温模块均安装在主板上，所述光信号发射模块、光信号接收模块、光波分复用模块、数据处理模块和定标控温模块通过主板相互连接，该专利结构科学合理，使用安全方便，可以连续得到大量的测量信息，误报和漏保率大大降低，同时实现了实时监测，并且通过数据处理中计算方式，测量其光纤的温度，并且进行定标控温，而对于数据进行了数据保存、对比和备份，从而进行论正常控温。但是，该专利仍无法解决上述提到的缺陷问题。

因此，亟需提出一种分布式光纤测温系统来解决上述缺陷问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种分布式光纤测温系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：