專利名稱：一種基于碼分otdr的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及長(zhǎng)距離分布式的溫度檢測(cè)，具體是一種基于碼分OTDR的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
分布式光纖傳感器系統(tǒng)(DistributedOptical Fiber Raman TemperatureSensor，簡(jiǎn)稱DTS)發(fā)明于八十年代中期。十多年來(lái)，技術(shù)日趨成熟，國(guó)內(nèi)外研制了產(chǎn)品并開(kāi)始應(yīng)用于油庫(kù)、油輪、危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)、冷庫(kù)、大型貨輪、軍火庫(kù)等溫度報(bào)警；各種大、中型變壓器、發(fā)電機(jī)組的溫度分布測(cè)量，熱保護(hù)和故障診斷；地下和架空高壓電力電纜的熱檢測(cè)與監(jiān)控；火力發(fā)電所的配管溫度、供熱系統(tǒng)的管道、輸油管道的熱點(diǎn)檢測(cè)；化工原料、照相材料及油料生產(chǎn)過(guò)程在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)；高層建筑、智能大廈、橋梁、高速公路等在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)；航空、航天飛行器的在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)。這些應(yīng)用已成為光纖傳感技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
DTS采用光纖作傳感元件，而不是采用傳統(tǒng)的溫度感應(yīng)元件，最大優(yōu)點(diǎn)是允許在單一傳感器上進(jìn)行數(shù)千點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè)。其工作原理是基于光時(shí)域反射技術(shù)(Optical TimeDomain Reflectometry,簡(jiǎn)稱OTDR),這一技術(shù)原理是當(dāng)脈沖光源傳輸經(jīng)過(guò)一光纖時(shí),在光纖中將發(fā)生散射。散射方向任意，包括返回到光源的方向(后向拉曼散射)。當(dāng)光纖處的環(huán)境溫度發(fā)生改變時(shí)，后向散射光的光強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，因此，通過(guò)測(cè)量返回的散射光強(qiáng)即可確定光纖附近的環(huán)境溫度狀況?；诶⑸涞姆植际焦饫w測(cè)溫系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)、最有效的連續(xù)分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)光纖周圍的溫度的變化。但是在長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，由于拉曼散射的光信號(hào)很微弱，很容易被噪聲信號(hào)淹沒(méi)，影響了監(jiān)測(cè)的性能和范圍。因此為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的監(jiān)測(cè)，以往的辦法是提高脈沖光源的輸出功率，但這種做法會(huì)大大的增加成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，如脈沖光的功率有限，再加上成本的考慮，而提供一種基于碼分OTDR的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型是在傳統(tǒng)的測(cè)溫方案基礎(chǔ)上在脈沖光源上利用255位S編碼(simplex codes)技術(shù)，將編碼后的脈沖光信號(hào)進(jìn)入OTDR中，能夠改善在分布式溫度監(jiān)測(cè)中的拉曼背向散射信號(hào)的接受性能，同時(shí)還增加了離散式光放大器進(jìn)行脈沖光源的光輸出功率放大，使得光源的輸出功率能提升6dB的增益，從而能夠有效準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)40km以上的監(jiān)測(cè)范圍，而且不會(huì)增加過(guò)多的成本。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是—種基于碼分OTDR的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置，由碼分OTDR脈沖光源，離散式光放大器，隔離器，分路器，帶通濾波器，光接收器，跨阻抗放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing,簡(jiǎn)稱DSP),計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)光纖組成。碼分OTDR脈沖光源與離散式光放大器連接，離散式光放大器與隔離器連接，隔離器與分路器連接，分路器與監(jiān)測(cè)光纖、帶通濾波器連接，帶通濾波器與光接收器連接，光接收器與跨阻抗放大器連接，跨阻抗放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與DSP連接，DSP與計(jì)算機(jī)連接。本方案的主要關(guān)鍵部分是在于利用碼分OTDR和離散式光放大技術(shù)，來(lái)提高監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)度，既能降低成本，而且整個(gè)監(jiān)測(cè)效果非常好。

圖I是本實(shí)用新型的一種基于碼分OTDR的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置的整體示意圖。圖2是本實(shí)用新型在分路器和監(jiān)測(cè)光纖之間添加光開(kāi)關(guān)后的整體示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I :如圖I所示本實(shí)用新型由碼分OTDR脈沖光源，離散式光放大器，隔離器，分路器，帶通濾波器，跨阻抗放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，DSP，計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)光纖組成。由于標(biāo)準(zhǔn)的EDFA光放大器在慢瞬態(tài)效應(yīng)中可能會(huì)出現(xiàn)波形失真，因此在本方案中選用的是低噪聲離散式光放大器，可以避免波形失真，而且能達(dá)到6dB的凈增益。當(dāng)碼分OTDR脈沖光源發(fā)出的脈沖光，進(jìn)入離散式光放大器進(jìn)行放大，然后通過(guò)隔離器，避免光反射回到光源，接著進(jìn)入分路器后連接監(jiān)測(cè)光纖。當(dāng)監(jiān)測(cè)光纖的局部環(huán)境溫度發(fā)生改變，此時(shí)在光纖中產(chǎn)生的背向反斯托克斯光會(huì)顯著加強(qiáng)，通過(guò)帶通濾波器后進(jìn)入APD,進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行運(yùn)放處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換，在DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)的疊加與運(yùn)算，把處理好的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)中。在方案中的分路器也可以使用光環(huán)行器來(lái)替代。離散式的光放大器也可以由其他類型的放大器能替代，但是在采用其他的類型放大器確保不會(huì)導(dǎo)致波形失真。實(shí)施例2:如圖2所示在本方案中還可以在分路器和監(jiān)測(cè)光纖之間添加光開(kāi)關(guān)，能夠擴(kuò)展多通道的監(jiān)測(cè)光纖線路，并實(shí)現(xiàn)多通道的溫度監(jiān)測(cè)。其余同實(shí)施例I。
權(quán)利要求1.一種基于碼分OTDR的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置，其特征是該裝置由碼分OTDR脈沖光源，離散式光放大器，隔離器，分路器，帶通濾波器，光接收器，跨阻抗放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號(hào)處理，計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)光纖組成，其中碼分OTDR脈沖光源與離散式光放大器連接，離散式光放大器與隔離器連接，隔離器與分路器連接，分路器與監(jiān)測(cè)光纖、帶通濾波器連接，帶通濾波器與光接收器連接，光接收器與跨阻抗放大器連接，跨阻抗放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與DSP連接，DSP與計(jì)算機(jī)連接。
2.按照權(quán)利要求I所述的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置，其特征在于，分路器由光環(huán)行器替換。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置，其特征在于，在分路器和監(jiān)測(cè)光纖之間添加光開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于碼分OTDR的長(zhǎng)距離分布式光纖溫度傳感檢測(cè)裝置。由碼分OTDR脈沖光源，離散式光放大器，隔離器，分路器，帶通濾波器，光接收器，跨阻抗放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號(hào)處理，計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)光纖組成。本實(shí)用新型是在傳統(tǒng)的測(cè)溫方案基礎(chǔ)上在脈沖光源上利用255位S編碼技術(shù)，將編碼后的脈沖光信號(hào)進(jìn)入OTDR中，能夠改善在分布式溫度監(jiān)測(cè)中的拉曼背向散射信號(hào)的接受性能，同時(shí)還增加了離散式光放大器進(jìn)行脈沖光源的光輸出功率放大，使得光源的輸出功率能提升6dB的增益，從而能夠有效準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)40km以上的監(jiān)測(cè)范圍，而且不會(huì)增加過(guò)多的成本。
文檔編號(hào)G01K11/32GK202757708SQ20122045129
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
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