專(zhuān)利名稱(chēng)：多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備綜合監(jiān)控領(lǐng)域使用的傳感檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的傳感變送器是一種將輸入的被測(cè)量物理量隔離并且按照一定的比例變送為電信號(hào)的裝置。其輸出可直接與系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制裝置、記錄儀表等設(shè)備的輸入匹配，組成數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是保證變壓器、變頻器機(jī)組、高壓開(kāi)光柜等電力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要部件。在實(shí)際應(yīng)用中，上述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境往往極其惡劣，操作人員經(jīng)常無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)而必須遠(yuǎn)距離的采集這些模擬信號(hào)，距離遠(yuǎn)至幾百米甚至幾公里，除了由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾(如天體放電干擾、電暈電火花放電干擾、電氣設(shè)備頻率干擾、感應(yīng)干擾)會(huì)通過(guò)不同的耦合方式進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)使信號(hào)嚴(yán)重失真外，由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電路地線和后端采集電路地線之間往往存在著幾千伏至上萬(wàn)伏的共模電壓，如果用電纜直接相連，會(huì)產(chǎn)生很大的接地環(huán)路電流，對(duì)設(shè)備以及操作人員的安全構(gòu)成極大威脅，因此必須在相互隔離的狀態(tài)下才能完成高精度的測(cè)量。在這樣的背景下，誕生了光纖傳感變送器，即使用光纖隔離采集端與設(shè)備之間的千萬(wàn)伏級(jí)電壓并在其間傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)。光纖由于其優(yōu)異的電氣絕緣特性和良好的抗電磁干擾的能力，在電氣危險(xiǎn)環(huán)境中的應(yīng)用極具吸引力。目前已有的光纖傳感變送器主要分為兩大類(lèi)一為光纖光柵類(lèi)利用光譜特性測(cè)量方式；二為微控制器類(lèi)數(shù)字變送器。光纖光柵類(lèi)利用光譜特性測(cè)量方式的光纖傳感變送器具有完全的電氣隔離特性，在采集端沒(méi)有電氣部分，而且是一種無(wú)源的變送器，但是光纖光柵類(lèi)傳感變送器由于要使用到成本高昂的S-LED光源和光柵，因此制約了它的推廣與發(fā)展?？紤]到成本，在35KV以下高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器和高壓變頻器中使用光纖光柵類(lèi)傳感變送器是不能被生廠商所接受的。微控制器類(lèi)數(shù)字變送器是在高壓設(shè)備內(nèi)部部署嵌入式微控制系統(tǒng)，采集模擬信號(hào)，再將其通過(guò)光纖傳回，同樣可以實(shí)現(xiàn)光纖隔離。但是由于嵌入式微控制系統(tǒng)需要供電才能正常運(yùn)行，這些為采集端的微控制系統(tǒng)供電的電氣布線會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)一系列的安全性挑戰(zhàn)，另外其體積過(guò)大的局限性也是導(dǎo)致其在高壓電力設(shè)備中可行性不高的原因。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，通過(guò)光纖取電來(lái)支持采集端運(yùn)行，并且拋棄傳統(tǒng)光纜連接方式，采用空間光學(xué)結(jié)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高、安全性低的缺陷，縮減產(chǎn)品體積并降低功耗。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的采集端和一個(gè)解調(diào)端，其中所述每一個(gè)采集端包括測(cè)定物理量的傳感器；將傳感器測(cè)到并輸入的數(shù)據(jù)信息使用脈沖位置調(diào)制方法編碼的處理器；將從處理器輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的調(diào)制激光器，所述解調(diào)端包括受外部設(shè)備控制發(fā)射激光的激光器、分頻器及與所述分頻器多個(gè)輸出端連接的多個(gè)光解調(diào)器，其特征在于所述光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)還包括光纖跳線，其兩端分別連接所述采集端和耦合器；光纖取電模塊，位于采集端內(nèi)，其一端連接處理器，處理器的兩端分別連接所述傳感器及所述調(diào)制激光器；所述光纖取電模塊為所述處理器、傳感器及調(diào)制激光器供電；第一濾波片，位于所述采集端內(nèi)，所述第一濾波片與所述調(diào)制激光器之間為第一空間光路；所述第一濾波片與所述光纖取電模塊之間為第二空間光路；所述第一濾波片與所述光纖跳線之間為第三空間光路，第二濾波片，位于所述解調(diào)端內(nèi)，所述第二濾波片與所述激光器之間為第五空間光路，所述第二濾波片與所述分頻器之間為第六空間光路。所述耦合器有多個(gè)，每一耦合器的一端分別對(duì)應(yīng)連接光纖跳線并且多個(gè)耦合器以串聯(lián)方式連接。所述多個(gè)耦合器中的第一個(gè)耦合器與第二濾波片之間為第四空間光路。 所述多個(gè)采集端配置在多個(gè)位置，而且多個(gè)上述采集端由多個(gè)耦合器串聯(lián)與一個(gè)所述解調(diào)端連接。所述多個(gè)采集端在每個(gè)采集周期結(jié)束后都進(jìn)入休眠狀態(tài)。所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于O. lmW。采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于在多個(gè)采集端和解調(diào)端兩部分之間以空間光路連接取代實(shí)體光纜連接，可以明顯縮小探頭體積，實(shí)現(xiàn)探頭小型化；采集端內(nèi)采用低功耗處理器與低功耗傳感器，以間歇方式工作，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于O. Imff ；采集端將采集到的數(shù)據(jù)以脈沖位置調(diào)制的方式在光纖跳線中傳回解調(diào)端，使得系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。
圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施步驟。實(shí)施例一本實(shí)施方式是對(duì)通過(guò)多個(gè)采集端1x1、1x2、......、Ixn測(cè)量溫度信號(hào)
的多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。在此實(shí)施方式中，系統(tǒng)以一個(gè)解調(diào)端2處理多個(gè)采集端lxl、lx2........Ixn的數(shù)
據(jù)信號(hào)。如圖I所示，采集端1x1、1x2........Ixn配置在多個(gè)待檢測(cè)環(huán)境中，解調(diào)端2和
外部設(shè)備3配置在遠(yuǎn)離被測(cè)環(huán)境的場(chǎng)所。在多個(gè)采集端lxl、lx2、......、lxn的每一個(gè)中，光纖取電模塊6xl、6x2、.......
6xn對(duì)采集端1x1、1x2、......、lxn供電，傳感器8xl、8x2、......、8xn開(kāi)始采集溫度
數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸入處理器7xl、7x2........7xn,處理器7xl、7x2........7xn將傳感
器8xl、8x2........8xn輸入的數(shù)據(jù)信息以脈沖位置調(diào)制的方法編碼后輸入調(diào)制激光
器9xl、9x2、......、9xn，調(diào)制激光器9xl、9x2、......、9xn將光發(fā)射進(jìn)空間光路13x1、13x2、......、13xn，再經(jīng)濾波片 5xl、5x2、......、5xn、空間光路 15x1、15x2、......、15xn、
光纖跳線4xl、4x2、......、4xn,所述每一個(gè)光纖跳線4xl、4x2、......、4xn各分別對(duì)應(yīng)連
接一個(gè)稱(chēng)合器xl、x2、.......xn,光經(jīng)稱(chēng)合器xl、x2、.......xn稱(chēng)合至空間光路16,再至
解調(diào)端2內(nèi)的濾波片10，濾波片10將波長(zhǎng)分別為λ I、λ 2、.......λ η的光分離出來(lái)，輸
入分頻器19，分頻器19有多個(gè)輸出端分別連接多個(gè)光解調(diào)器llxl、llx2........llxn，每 個(gè)光解調(diào)器llxl、llx2........Ilxn的輸出端分別連接外部設(shè)備3并把解調(diào)后的溫度數(shù)據(jù)
輸出到外部設(shè)備3，供外部應(yīng)用設(shè)備使用。在解調(diào)端2內(nèi)，經(jīng)外部設(shè)備3控制的激光器12發(fā)射波長(zhǎng)為λ P的激光，所述波長(zhǎng)為λ P的激光沿著空間光路17的方向依次經(jīng)過(guò)濾波片10、空間光路16分至各串聯(lián)的
率禹合器xl、x2>.......xn,再分別進(jìn)入光纖跳線4xl、4x2、......、4xn、空間光路15x1、
15x2、......、15xn 至濾波片 5x1、5x2、.......5xn,濾波片 5x1、5x2、......、5xn 分別將
波長(zhǎng)為λ P的光經(jīng)空間光路14x1、14x2........14χη輸入光纖取電模塊6xl、6x2........
6χη,光纖取電模塊6xl、6x2、......、6χη分別與處理器7xl、7x2、......、7χη、傳感器8x1、
8x2、......、8χη和調(diào)制激光器9xl、9x2、......、9χη連接，當(dāng)波長(zhǎng)為λ ρ的光在光纖取電
模塊6xl、6x2、......、6χη中積蓄到一定程度時(shí)就可以對(duì)處理器7xl、7x2、......、7χη、傳
感器8xl、8x2、......、8χη和調(diào)制激光器9xl、9x2、......、9χη供電，以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)作,傳感
器8x1、8x2、......、8χη開(kāi)始測(cè)量溫度數(shù)據(jù)。所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于O. lmW。根據(jù)不同的檢測(cè)需求，傳感器8xl、8x2、......、8xn可以選擇溫度傳感器、濕度傳
感器、電流互感器等的模擬或數(shù)字傳感器，以組成不同檢測(cè)效果的多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式溫度系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的采集端和一個(gè)解調(diào)端，其中所述每一個(gè)采集端包括測(cè)定物理量的傳感器；將傳感器測(cè)到并輸入的數(shù)據(jù)信息使用脈沖位置調(diào)制方法編碼的處理器；將從處理器輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的調(diào)制激光器，所述解調(diào)端包括受外部設(shè)備控制發(fā)射激光的激光器、分頻器及與所述分頻器多個(gè)輸出端連接的多個(gè)光解調(diào)器，其特征在于所述光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)還包括光纖跳線，其兩端分別連接所述采集端和耦合器；光纖取電模塊，位于采集端內(nèi)，其一端連接處理器，處理器的兩端分別連接所述傳感器及所述調(diào)制激光器；所述光纖取電模塊為所述處理器、傳感器及調(diào)制激光器供電；第一濾波片，位于所述采集端內(nèi)，所述第一濾波片與所述調(diào)制激光器之間為第一空間光路；所述第一濾波片與所述光纖取電模塊之間為第二空間光路；所述第一濾波片與所述光纖跳線之間為第三空間光路；第二濾波片，位于所述解調(diào)端內(nèi)，所述第二濾波片與所述激光器之間為第五空間光路，所述第二濾波片與所述分頻器之間為第六空間光路；所述耦合器有多個(gè)，每一耦合器的一端分別對(duì)應(yīng)連接光纖跳線；所述多個(gè)耦合器以串聯(lián)方式連接；所述多個(gè)耦合器中的第一個(gè)耦合器與第二濾波片之間為第四空間光路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)采集端配置在多個(gè)位置，而且多個(gè)上述采集端由多個(gè)耦合器串聯(lián)與一個(gè)所述解調(diào)端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器是溫度傳感器、濕度傳感器、電流互感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，具有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的采集端和一個(gè)解調(diào)端，其中所述每一個(gè)采集端具有濾波片、第一、第二及第三空間光路、光纖取電模塊，所述解調(diào)端具有濾波片、第四、第五及第六空間光路；所述每一個(gè)采集端以光纖跳線與相對(duì)應(yīng)的耦合器連接，多個(gè)耦合器串聯(lián)后與解調(diào)端空間光路連接。采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于在采集端和解調(diào)端兩部分之間以空間光路連接取代實(shí)體光纜連接，可以明顯縮小探頭體積，實(shí)現(xiàn)探頭小型化；采集端內(nèi)采用低功耗處理器與低功耗傳感器，以間歇方式工作，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于0.1mW；采集端將采集到的數(shù)據(jù)以脈沖位置調(diào)制的方式在光纖跳線中傳回解調(diào)端，使得系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01K11/32GK202770554SQ20122028691
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者張大成 申請(qǐng)人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司