本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體的來說是涉及一種分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

分布式光纖測溫系統(tǒng)依據(jù)后向散射原理可以分為三種：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里淵散射。目前發(fā)展比較成熟，且有產(chǎn)品應(yīng)用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)。它的傳感原理主要依據(jù)的是光纖的光時(shí)域反射原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)正在朝著超高壓、大電網(wǎng)、大容量、自動(dòng)化的方向發(fā)展，一旦發(fā)生事故便會(huì)對國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。如何對正在運(yùn)行的電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測并進(jìn)行安全預(yù)測和溫度變化趨勢分析？如何通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行方式、設(shè)備老化、負(fù)荷不平衡等進(jìn)行科學(xué)分析。這些都是電力系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。傳統(tǒng)的紅外測溫儀、紅外成像儀、感溫電纜、熱電阻式測溫系統(tǒng)等只能對電力系統(tǒng)的局部位置進(jìn)行測溫，無法為安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、高效檢修提供科學(xué)依據(jù)。

因此，需要設(shè)置一種分布式光纖測溫系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)、在線的分布式測量，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，有效地解決了長期以來現(xiàn)場出現(xiàn)的高溫、燃燒、爆炸、火災(zāi)等事故應(yīng)急不備的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的是現(xiàn)有電力系統(tǒng)沒能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、在線的分布式測量溫度的問題，提供一種分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

一種分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括激光器、比分復(fù)用器、光纖、第一探測器、第二探測器、放大電路、數(shù)據(jù)采集器、控制器和計(jì)算機(jī)；

所述激光器的輸出端與比分復(fù)用器的輸入端連接；所述比分復(fù)用器的一輸出端與光纖連接，比分復(fù)用器的另一輸出端分別與第一探測器、第二探測器的輸入端連接；所述第一探測器和第二探測器的輸出端均與放大電路的輸入端連接；所述放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端與計(jì)算機(jī)連接；所述控制器的輸出端分別與放大電路和數(shù)據(jù)采集器連接。

上述方案中，優(yōu)選的是放大電路包括放大器和濾波器，濾波器的輸入端與第一探測器和第二探測器的輸出端連接；濾波器的輸出端與放大器的輸入端連接；放大器的輸出端與數(shù)據(jù)采集器連接。

上述方案中，優(yōu)選的是光放大器旁設(shè)置有過溫保護(hù)電路，過溫保護(hù)電路的溫度采集點(diǎn)與光放大器連接，過溫保護(hù)電路的輸出端與控制器連接。

本發(fā)明還進(jìn)一步包括還包括電源模塊，電源模塊的輸出端與激光器、比分復(fù)用器、光纖、第一探測器、第二探測器、放大電路、數(shù)據(jù)采集器、控制器和計(jì)算機(jī)連接供電。

上述方案中，優(yōu)選的是電源模塊為DC-DC電源模塊，主要包括逆變器、降壓器和穩(wěn)壓電路，逆變器的輸入端與市電連接，逆變器的輸出端經(jīng)降壓器與穩(wěn)壓電路連接。

上述方案中，優(yōu)選的是數(shù)據(jù)采集器為多通道的數(shù)據(jù)采集器，且設(shè)置有并行串口。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1.本發(fā)明具有抗電磁干擾，在高電磁環(huán)境中可以正常的工作連續(xù)分布式測量，測量的數(shù)據(jù)靈敏度高，測量精度高壽命長，成本低，系統(tǒng)簡單；

2.本發(fā)明還可以應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)測報(bào)警、隧道、電纜溫度監(jiān)控、大壩滲漏及溫度監(jiān)牢、供熱管道及油氣管滲漏監(jiān)測等各個(gè)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括激光器、比分復(fù)用器、光纖、第一探測器、第二探測器、放大電路、數(shù)據(jù)采集器、控制器和計(jì)算機(jī)。

所述激光器的輸出端與比分復(fù)用器的輸入端連接；所述比分復(fù)用器的一輸出端與光纖連接，比分復(fù)用器的另一輸出端分別與第一探測器、第二探測器的輸入端連接；所述第一探測器和第二探測器的輸出端均與放大電路的輸入端連接；所述放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端與計(jì)算機(jī)連接；所述控制器的輸出端分別與放大電路和數(shù)據(jù)采集器連接。

放大電路包括放大器和濾波器，濾波器的輸入端與第一探測器和第二探測器的輸出端連接；濾波器的輸出端與放大器的輸入端連接；放大器的輸出端與數(shù)據(jù)采集器連接。光放大器旁設(shè)置有過溫保護(hù)電路，過溫保護(hù)電路的溫度采集點(diǎn)與光放大器連接，過溫保護(hù)電路的輸出端與控制器連接。過溫保護(hù)電路主要保護(hù)放大器，防止放大器溫度過高而燒毀。

本發(fā)明還進(jìn)一步包括還包括電源模塊，電源模塊的輸出端與激光器、比分復(fù)用器、光纖、第一探測器、第二探測器、放大電路、數(shù)據(jù)采集器、控制器和計(jì)算機(jī)連接供電。電源模塊為DC-DC電源模塊，主要包括逆變器、降壓器和穩(wěn)壓電路，逆變器的輸入端與市電連接，逆變器的輸出端經(jīng)降壓器與穩(wěn)壓電路連接。

數(shù)據(jù)采集器為多通道的數(shù)據(jù)采集器，且設(shè)置有并行串口。并行串口主要為能方便和電腦進(jìn)行連接通信，多通道的數(shù)據(jù)采集器可以快速的采集放大電路中的數(shù)據(jù)。

第一探測器和第二探測器均為雪崩光電二極管，主要用于實(shí)現(xiàn)把光信號轉(zhuǎn)為電信號，并把轉(zhuǎn)換的信號進(jìn)一步傳給放大電路進(jìn)行放大。

控制器主要單片機(jī)系列的處理器，具有控制簡單、價(jià)格便宜和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)?？刂破髦饕獙?shí)現(xiàn)對放大電路的放大倍數(shù)進(jìn)行控制和控制數(shù)據(jù)采集器對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集。

計(jì)算機(jī)中主要安裝有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集器上傳的數(shù)據(jù)傳入電腦的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。主要實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。

本發(fā)明的工作過程：

激光器發(fā)出脈沖光通過波分復(fù)用器進(jìn)入探測光纖，光纖內(nèi)分子及不均勻的雜質(zhì)對入射的激光脈沖有散射作用，入射光脈沖沿著光纖向前傳輸，散射光向四周傳輸。只有沿光纖后向傳輸?shù)纳⑸涔鈺?huì)傳輸?shù)讲ǚ謴?fù)分器，再到達(dá)探測器。

經(jīng)波分復(fù)用器分離出的兩路光信號，分別由第一探測器和第二探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)放大器對電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行累加平均，便得到精確的光強(qiáng)度量化值。數(shù)據(jù)再由計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理接收和顯示，用戶根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)可以很好查看系統(tǒng)的溫度。

在電力系統(tǒng)中，電纜線路起到傳輸高壓電能的作用。電纜常常會(huì)由于長期運(yùn)行而絕緣老化，會(huì)由于所處外部環(huán)境惡劣及內(nèi)部高負(fù)荷電流而引起局部高溫甚至火災(zāi)。因此，有必要對電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，將事故消除在萌芽狀態(tài)。分布式光纖測溫系統(tǒng)可以通過對電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，實(shí)時(shí)掌握整條線路的運(yùn)行狀態(tài)，有效監(jiān)測電纜在不同負(fù)載下的發(fā)熱狀態(tài)，提高對電纜的管理水平；可以對電纜溝內(nèi)的火情進(jìn)行監(jiān)測與報(bào)警，識別電力電纜的局部過熱點(diǎn)，提前發(fā)現(xiàn)電纜故障并預(yù)警，預(yù)防事故的發(fā)生；可以優(yōu)化輸配電的資本，根據(jù)溫度可以確定電纜的負(fù)荷變化，合理地配置負(fù)荷，擴(kuò)大現(xiàn)有電纜的容量，增加電纜的工作壽命；可以發(fā)現(xiàn)電纜運(yùn)行過程中的外力破壞。

以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的范圍內(nèi)。