專利名稱：自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，特別涉及一種自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
分布式光纖拉曼溫度傳感技術(shù)是基于光纖后向拉曼散射原理，當(dāng)向光纖中打入激光脈沖后，激光脈沖在光纖中向前傳輸，在傳輸過程中光纖中會(huì)不斷產(chǎn)生拉曼散射，產(chǎn)生的后向散射光會(huì)沿光纖回路傳輸回系統(tǒng)中，在光纖拉曼后向散射光中，反斯托克斯光攜帶有溫度信息，通過對該光進(jìn)行解調(diào)獲取光纖沿線溫度場信息。目前分布式光纖溫度測量系統(tǒng)技術(shù)方案中各個(gè)模塊仍屬各自工作，沒有統(tǒng)一閉環(huán)控制模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)，造成了系統(tǒng)無法長期穩(wěn)定測量，更無法適應(yīng)寬泛的工控現(xiàn)場環(huán)境，降低分布式光纖溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決目前分布式光纖溫度測量系統(tǒng)無法長期穩(wěn)定測量，更無法適應(yīng)寬泛的工控現(xiàn)場環(huán)境，降低分布式光纖溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果的問題，本實(shí)用新型提供一種自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)。本實(shí)用新型的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，它包括半導(dǎo)體激光器、濾波器、波分復(fù)用器、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)米集器、ARM處理器和自適應(yīng)控制豐吳塊，半導(dǎo)體激光器輸出激光脈沖至濾波器，該濾波器輸出濾波后的光信號給波分復(fù)用器，波分復(fù)用器輸出光信號給感溫光纜，感溫光纜的返回的光信號輸出至波分復(fù)用器，該波分復(fù)用器輸出拉曼反射A光給第一光電轉(zhuǎn)換器,該第一光電轉(zhuǎn)換器將接收到的拉曼反射A光信號轉(zhuǎn)換成電信號后發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器，波分復(fù)用器輸出拉曼反射B光給第二光電轉(zhuǎn)換器，該第二光電轉(zhuǎn)換器接收到的拉曼反射B光信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器的采集信號輸出端與ARM處理器的采集信號輸入端連接，ARM處理器的控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊的控制信號輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)采集器的采集控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊的采集控制信號輸入輸出端連接，半導(dǎo)體激光器的激光控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊的激光控制信號輸入輸出端連接，第一光電轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊的第一轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端連接，[0014]第二光電轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊的第二轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的自適應(yīng)控制模塊自動(dòng)將各器件工作狀態(tài)調(diào)整到最佳狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)控功能。本實(shí)用新型可在連續(xù)不間斷監(jiān)測過程中自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)各模塊工作狀態(tài)，克服由自身或系統(tǒng)外界環(huán)境引起的測量誤差，保證系統(tǒng)長期工作的穩(wěn)定性，更具有實(shí)用性。

圖1為本實(shí)用新型所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的電氣連接示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，它包括半導(dǎo)體激光器1、濾波器2、波分復(fù)用器3、第一光電轉(zhuǎn)換器4、第二光電轉(zhuǎn)換器5、數(shù)據(jù)采集器6、ARM處理器7和自適應(yīng)控制模塊8，半導(dǎo)體激光器I輸出激光脈沖至濾波器2，該濾波器2輸出濾波后的光信號給波分復(fù)用器3，波分復(fù)用器3輸出光信號給感溫光纜，感溫光纜的返回的光信號輸出至波分復(fù)用器3， 該波分復(fù)用器3輸出拉曼反射A光給第一光電轉(zhuǎn)換器4,該第一光電轉(zhuǎn)換器4將接收到的拉曼反射A光信號轉(zhuǎn)換成電信號后發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器6，波分復(fù)用器3輸出拉曼反射B光給第二光電轉(zhuǎn)換器5，該第二光電轉(zhuǎn)換器5接收到的拉曼反射B光信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器6，數(shù)據(jù)采集器6的采集信號輸出端與ARM處理器7的采集信號輸入端連接，ARM處理器7的控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊8的控制信號輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)采集器6的采集控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊8的采集控制信號輸入輸出端連接，半導(dǎo)體激光器I的激光控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊8的激光控制信號輸入輸出端連接，第一光電轉(zhuǎn)換器4的轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊8的第一轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端連接，第二光電轉(zhuǎn)換器5的轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊8的第二轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端連接。本實(shí)施方式的自適應(yīng)控制模塊8可嵌入現(xiàn)有的控制軟件，而自適應(yīng)控制模塊8自動(dòng)獲取系統(tǒng)內(nèi)部各關(guān)鍵器件的狀態(tài)信號，根據(jù)獲取的信號狀態(tài)對系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行評估，在將評估結(jié)果存儲(chǔ)后自行將各器件工作狀態(tài)調(diào)整到最佳狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)控功能。所述數(shù)據(jù)米集器6用于實(shí)時(shí)米集第一光電轉(zhuǎn)換器和第二光電轉(zhuǎn)換器輸入的模擬電信號，數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集器6進(jìn)行匯總并最終傳輸給ARM處理器7。[0030]ARM處理器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式
一所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，它還包括光開關(guān)電路10，所述光開關(guān)電路10串聯(lián)在波分復(fù)用器3和感溫光纜之間，用于控制波分復(fù)用器3與感溫光纜之間光信號的通或斷。本實(shí)施方式中的感溫光纜為多通道感溫光纜，所述光開關(guān)電路可控制本實(shí)施方式的測量系統(tǒng)與感溫光纜的某一個(gè)或某幾個(gè)通道的通或斷。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式
一所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，它還包括報(bào)警控制裝置11，ARM處理器7的報(bào)警控制信號輸出端與報(bào)警控制裝置11的報(bào)警控制信號輸出端連接。
具體實(shí)施方式
四:本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式
一所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，所述半導(dǎo)體激光器I為外部觸發(fā)半導(dǎo)體激光器。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器I為窄脈沖寬度、高峰值功率的外部觸發(fā)半導(dǎo)體激光光源。所述半導(dǎo)體激光器I還可以具有調(diào)節(jié)內(nèi)部工作溫度功能。
具體實(shí)施方式
五:本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式
一所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的進(jìn)一步限定，所述第一光電轉(zhuǎn)換器4和第二光電轉(zhuǎn)換器5均為雪崩光電二極管Aro。本實(shí)施方式中的雪崩光電二極管APD低噪聲互阻抗放大器雪崩光電二極管APD,用于將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號，自適應(yīng)控制模塊通過ARM處理器進(jìn)行控制。
權(quán)利要求1.自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，它包括半導(dǎo)體激光器(I)、濾波器(2)、波分復(fù)用器(3)、第一光電轉(zhuǎn)換器(4)、第二光電轉(zhuǎn)換器(5)、數(shù)據(jù)米集器(6)、ARM處理器(7)和自適應(yīng)控制模塊(8)， 半導(dǎo)體激光器(I)輸出激光脈沖至濾波器(2)，該濾波器(2)輸出濾波后的光信號給波分復(fù)用器(3)，波分復(fù)用器(3)輸出光信號給感溫光纜， 感溫光纜的返回的光信號輸出至波分復(fù)用器(3)， 該波分復(fù)用器(3)輸出拉曼反射A光給第一光電轉(zhuǎn)換器(4),該第一光電轉(zhuǎn)換器(4)將接收到的拉曼反射A光信號轉(zhuǎn)換成電信號后發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器￠)，波分復(fù)用器(3)輸出拉曼反射B光給第二光電轉(zhuǎn)換器(5)，該第二光電轉(zhuǎn)換器(5)接收到的拉曼反射B光信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器(6)， 數(shù)據(jù)采集器￠)的采集信號輸出端與ARM處理器(7)的采集信號輸入端連接， ARM處理器(7)的控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊(8)的控制信號輸入輸出端連接， 數(shù)據(jù)采集器(6)的 采集控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊(8)的采集控制信號輸入輸出端連接， 半導(dǎo)體激光器(I)的激光控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊(8)的激光控制信號輸入輸出端連接 第一光電轉(zhuǎn)換器(4)的轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊(8)的第一轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端連接， 第二光電轉(zhuǎn)換器(5)的轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端與自適應(yīng)控制模塊(8)的第二轉(zhuǎn)換控制信號輸入輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，它還包括光開關(guān)電路(10)，所述光開關(guān)電路(10)串聯(lián)在波分復(fù)用器(3)和感溫光纜之間，用于控制波分復(fù)用器(3)與感溫光纜之間光信號的通或斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，它還包括報(bào)警控制裝置(11)，ARM處理器(7)的報(bào)警控制信號輸出端與報(bào)警控制裝置(11)的報(bào)警控制信號輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器(I)為外部觸發(fā)半導(dǎo)體激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光電轉(zhuǎn)換器(4)和第二光電轉(zhuǎn)換器(5)均為雪崩光電二極管APD。
專利摘要自適應(yīng)調(diào)控的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)，涉及一種分布式光纖溫度測量系統(tǒng)。為了解決目前分布式光纖溫度測量系統(tǒng)無法長期穩(wěn)定測量和適應(yīng)寬泛的工控現(xiàn)場環(huán)境的問題。半導(dǎo)體激光器輸出激光脈沖至濾波器，該濾波器輸出濾波后的光信號給波分復(fù)用器，波分復(fù)用器輸出光信號給感溫光纜，感溫光纜的返回的光信號輸出至波分復(fù)用器，該波分復(fù)用器輸出拉曼反射A光和B光分別經(jīng)第一光電轉(zhuǎn)換器和第二光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號后發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器的采集信號后給ARM處理器進(jìn)行處理，ARM處理器的控制自適應(yīng)控制模塊，自適應(yīng)控制模塊同時(shí)自適應(yīng)調(diào)控半導(dǎo)體激光器、數(shù)據(jù)采集器、第一光電轉(zhuǎn)換器和第二光電轉(zhuǎn)換器的最佳狀態(tài)。它用于測量溫度。
文檔編號G01K11/32GK202994330SQ20122069862
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者呂國輝, 商紹華, 王可珂 申請人:黑龍江大學(xué)