专利名称：一种自动校准型分布式光纤测温传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分布式光纤温度传感的技术领域，具体的说是一种自动校 准型分布式光纤测温传感装置，特别涉及其机械连接结构。
背景技术：
光纤测温传感系统主要用于交通、建筑、电力、煤矿、石化等行业，其作 用是对这些重要的场所进行实时温度监控。它对与保证工业系统设备正常运行, 保障生命和财产的安全起着重要的作用。
现有的光纤测温传感系统是由激光驱动器、激光器、同步控制器、耦合器、 恒温槽、参考光纤、滤光器、光电探头、信号放大器、数据采集器和计算机组 成。其工作原理为激光器连续不断地向探测光缆中发射激光，激光在光缆中
传输过程中会发生后向散射，由于喇漫(Raman)光谱对温度是敏感的，通过耦 合器和分光器将后向散射光中的喇漫(Raman)光谱分离出来，再经过光电转换 和信号放大处理后进行数据采集，然后再将采集到的数据送往数据处理器计算 机进行处理计算，最终得出温度数据。
在分布式光纤温度传感系统中，激光器光强是一个很重要的参数，但随着激 光器使用时间的增长，激光的光强会逐渐减弱，进而会影响测温装置的准确性； 现有办法是定期将设备返还厂家进行检测、校准。这样不仅需要很大的人力物 力，还会是中断温度检测。
综上所述，仍然需要对现有光纤测温传感装置的结构进行进一步改进。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，其 对装置内部结构进行了改进，有效改善了激光光强减弱的问题克服了现有光纤 测温传感系统存在的缺点和不足。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是 一种自动校准型分布式光 纤测温传感装置，它主要包括装置外壳，装置外壳内设有激光器，激光器的输 入端与激光驱动器的输出端连接，激光驱动器的输入端与同步控制器的输出端 连接，耦合器的输出端与滤光器的输入端连接，滤光器的输出端与光电探测器 的输入端连接，光电探测器的输出端与信号放大器的输入端连接，信号放大器 的输出端与数据采集器的输入端连接，耦合器处设有光纤接口，其特征在于 所述激光器的输出端与分路器的输入端连接，分路器的输出端分别与耦合器、 光信号检测器的输入端连接，光信号检测器的输出端与调节器的输入端连接， 调节器的输出端与信号放大器的了另一输入端连接，同步控制器的另一输出端 分别与光信号检测器另一输入端、数据采集器另一输入端连接，同步控制器的 输入端与数据处理器的输出端连接，数据处理器的输入端与数据采集器的输出 端连接。
本实用新型公开了一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，本实用新型 自动校准增益的分布式光纤测温传感装置与传统的光纤测温传感装置相比本实 用新型有如下优点和积极效果
1、 该装置不需要定期返回厂家进行校正，节省物力财力；
2、 装置可以维持长时间的连续精准地测量。 3 、 大大减少项目运作停工时间和次数。
图l为本实用新型结构示意图。 图2为本实用新型工作原理图。
具体实施方式
下面参照附图，对本实用新型进一步进行描述
本实用新型为一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，它主要包括装置
外壳14,装置外壳14内设有激光器3，激光器3的输入端与激光驱动器2的输 出端连接，激光驱动器2的输入端与同步控制器1的输出端连接，耦合器7的 输出端与滤光器8的输入端连接，滤光器8的输出端与光电探测器9的输入端 连接，光电探测器9的输出端与信号放大器10的输入端连接，信号放大器10 的输出端与数据采集器ll的输入端连接，耦合器7处设有光纤接口 15，其区别 于现有技术在于所述激光器3的输出端与分路器4的输入端连接，分路器4 的输出端分别与耦合器7、光信号检测器5的输入端连接，光信号检测器5的输 出端与调节器6的输入端连接，调节器6的输出端与信号放大器10的了另一输 入端连接，同步控制器1的另一输出端分别与光信号检测器5另一输入端、数 据采集器11另一输入端连接，同步控制器1的输入端与数据处理器12的输出 端连接，数据处理器12的输入端与数据采集器11的输出端连接，所述数据处 理器12与计算机13双向连接。
在本装置具体实施时，激光器的一端与激光驱动器连接；激光器的另一端 与分路器连接，分路器将激光器发出的激光分成两束子激光，其中一路激光通 向传感光纤用来进行正常测量，传感光纤中的后向散射信号被耦合器分离一路 出来传入滤光器、探测器和放大器，射入到数据采集器；另一路激光射入到光 信号检测器中，光信号检测器定时对入射光进行检测，当入射光衰减超过自定义标准时，光信号检测器启动调节器对放大器进行调节，间接地补偿了激光器
因长期使用而产生的光强的衰减；计算机与数据处理器连接，进而控制同步控 制器和接收数据采集器的数据；同步控制器的三个同步信号输出端分别于激光 驱动器、光信号检测器和数据采集器连接，向它们发送同步信号使其同步工作。
其中计算机是外围设备，其他设备是封闭在一个箱体内，计算机通过数据 通讯接口和数据处理器进行通讯读取内部数据，并显示在计算机上。
在具体实施时，所述的同步控制器的是采用德州仪器公司的CDCE913同步 时钟电路�？槭迪值模�
在具体实施时，所述的激光驱动器是采用高速电路制作的电流驱动器，可 以很好地驱动激光器发射激光；
在具体实施时，所述的激光器是半导体激光器，可根据激光驱动的驱动电 流来发射激光；
在具体实施时，所述的分路器采用；深圳市光网通科技有限公司的宽带工 作为800nm到1600nm的标准分路器；
在具体实施时，光信号检测器采用高灵敏度APD雪崩二极管(可采用深圳 兴博公司的InGaAs APD型雪崩光电二极管)来探测激光，将喇漫光信号转换电 信号；
在具体实施时，所述的耦合器是采用Y型光纤耦合器，它将后向散射回来 的激光分分出一路传给滤光器；
在具体实施时，所述的滤光器采用棱镜式虑光片(可采用precision photonics公司的MI1000-TiD型)来虑光，将多余的光虑掉，只留下喇漫光；
在具体实施时，所述的光电探测器采用高灵敏度APD雪崩二极管来探测激光，将喇漫激光信号转换电信号;
在具体实施时，所述的放大器是采用德州仪器公司的0PA365型高性能的运 算大器；
在具体实施时，所述的数据采集器是采用德州仪器公司的高速数据采集器， 运行速度为100Mb/s;
在具体实施时，所述的数据处理器是采用ALTERA公司的高速FPGA来实现
的；
在具体实施时，所述的探测光缆16是采用62. 5/125Mm多模光纤加低烟无 卣外护套，带宽范围为》400MHZ⑨850nm、 >[email protected]，衰减范围为 《3. [email protected]、《0. [email protected];
在具体实施时，所述的参考光纤与探测光缆所用的光纤相同；
在具体实施时，所述的计算机是通用的工业级计算机。
如图2中所示，当计算机发送开始测量命令给数据处理器时，数据处理器 立刻驱动同步控制器发出同步脉冲要求激光驱动器和信号检测器和数据采集器 同时开始工作；激光驱动器接到同步控制器发来的同步脉冲后就开始驱动激光 器工作，向光纤中连续不断地发送激光信号；分路器会将激光分离出一条送往 光信号检验器，用来检验；另一部分激光传输到光纤进行温度检测；激光在光 纤中传输时会发生后向喇漫散射，后向散射回来的激光信号被耦合器分离一路 出来送往滤光器；滤光器就会将送来的激光信号中的喇漫光信号分离出来，然 后再传送给光电转换器将光信号转换成电信号，然后再将电倍号传送给放大器 进行信号放大处理；经过放大处理过的电信号由并行的数据采集器来进行数据 采集，经并行数据采集器采集到的数据送往数据处理器综合处理，最后经FPGA高速数据处理器处理过的数据被送给计算机显示温度曲线。
当时由分路器分出的通往信号检验器的入射光也会减小，信号检验器每隔一定 时间(例如设定一周)就会启动调节器，调节一次放大器，使其按一定比例补 偿调节放大器，以弥补长期激光器衰减必须定期派专业人员测量调试制的缺陷 和不足，使并行的数据采集器轮流按照一定的循序进行数据采集工作。
权利要求1. 一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，它主要包括装置外壳(14)，装置外壳(14)内设有激光器(3)，激光器(3)的输入端与激光驱动器(2)的输出端连接，激光驱动器(2)的输入端与同步控制器(1)的输出端连接，耦合器(7)的输出端与滤光器(8)的输入端连接，滤光器(8)的输出端与光电探测器(9)的输入端连接，光电探测器(9)的输出端与信号放大器(10)的输入端连接，信号放大器(10)的输出端与数据采集器(11)的输入端连接，耦合器(7)处设有光纤接口(15)，其特征在于所述激光器(3)的输出端与分路器(4)的输入端连接，分路器(4)的输出端分别与耦合器(7)、光信号检测器(5)的输入端连接，光信号检测器(5)的输出端与调节器(6)的输入端连接，调节器(6)的输出端与信号放大器(10)的另一输入端连接，同步控制器(1)的另一输出端分别与光信号检测器(5)另一输入端、数据采集器(11)另一输入端连接，同步控制器(1)的输入端与数据处理器(12)的输出端连接，数据处理器(12)的输入端与数据采集器(11)的输出端连接。
2. 根据权利要求1所述的一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，其特 征在于所述数据处理器(12)与计算机(13)双向连接。
专利摘要本实用新型公开了一种自动校准型分布式光纤测温传感装置，其特征在于激光器的输出端与分路器的输入端连接，分路器的输出端分别与耦合器、光信号检测器的输入端连接，光信号检测器的输出端与调节器的输入端连接，调节器的输出端与信号放大器的了另一输入端连接，同步控制器的另一输出端分别与光信号检测器另一输入端、数据采集器另一输入端连接，同步控制器的输入端与数据处理器的输出端连接，数据处理器的输入端与数据采集器的输出端连接，本实用新型自动校准增益的分布式光纤测温传感装置与传统的光纤测温传感装置相比本实用新型有如下优点和积极效果1.该装置不需要返还厂家测量调试，节省物力财力；2.装置可以维持长时间的连续精准地测量；3.大大减少项目运作停工时间和次数。
文档编号G01K11/32GK201247111SQ20082015258
公开日2009年5月27日 申请日期2008年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者仝芳轩, 亮 刘, 周正仙 申请人:上海华魏自动化设备有限公司
专业数控铣床产品供应商
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