一種多通道分布式光纖溫度傳感系統的製作方法
2023-05-01 19:56:31
專利名稱：一種多通道分布式光纖溫度傳感系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及分布式光纖溫度傳感技術領域，具體的說是一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，尤其涉及多通道分布式光纖傳感技術。
背景技術：
拉曼分布式光纖溫度傳感系統(RDTS)基於背向拉曼散射原理，當雷射脈衝在光纖中傳輸過程中，光纖中會不斷產生拉曼散射(斯託克斯、反斯託克斯)、瑞利散射及布裡淵散射等散射光，其中一部分會反方向傳輸到「源頭」，我們稱這部分散射光為「背向散射光」。 RDTS就是採用背向拉曼散射中反斯託克斯作為溫度敏感信號的一種溫度傳感系統。RDTS測量時間通常與測溫光纜長度成正比，一般情況下，擴展多通道通常採用的是光開關切換的方式。為此，多通道RDTS某通道巡檢時間就會變為單通道RDTS的數倍。這就限制了通道數的增加，否則會導致RDTS巡檢時間的增加，降低系統溫度測量的實時性。由於上述技術的缺陷，故仍然需要對現有多通道溫度傳感系統進行進一步改進。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，可同時滿足系統對多通道和探測實時性的要求，克服現有RDTS系統通道數的限制。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，它主要包括處理及控制系統，其特徵在於所述處理及控制系統通過總線接口與至少一光電模塊連接，所述光電模塊分別連接有脈衝光源和ι χ η耦合器。本實用新型公開了一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，所述的多通道方案在不犧牲系統總探測時間的前提下可以實現多通道的靈活擴展，可以根據需要擴展系統通道， 而不需要考慮系統探測時間，相比現有技術而言，具有突出的實質性特點和顯著進步。
圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖，對本實用新型進一步進行描述。本實用新型為一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，如圖1中所示，它主要包括處理及控制系統1，處理系統用於數據採集和數據後期處理，其區別於現有技術在於所述處理及控制系統1通過總線接口 2與至少一光電模塊9連接，總線接口用於處理系統與採集卡及其他外設的通信和數據傳輸，所述光電模塊9分別連接有脈衝光源7和1 Xn耦合器 8。在具體實施時，所述總線接口 2並聯有1+Ν塊光電模塊9。在具體實施時，所述光電模塊9包括有採集卡3、接收電路4、波分復用器5、光開關6，所述採集卡3的控制輸出端與光開關6的控制輸入端連接，採集卡3的第一輸入端與接收電路4輸出端連接，採集卡用於將接收電路接收到散射信號轉化為數位訊號，以供後續處理，接收電路4用於散射信號的光電轉換及放大，採集卡3的第二輸入端與脈衝光源7的第一輸出端連接，脈衝光源7的第二輸出端與1 Xη耦合器8的輸入端連接，脈衝光源7用於提供探測光脈衝及各模塊的同步信號，1 Xn耦合器8的輸出端與波分復用器5的第一輸入端連接，IXn耦合器8用於平均分配探測脈衝光源的探測光脈衝給各模塊，波分復用器5的第二輸入端與光開關6的輸出端連接，波分復用器5的輸出端與接收電路4的輸入端連接， 波分復用器5用於將反斯託克斯信號和斯託克斯信號從背向散射信號中提取出來，所述採集卡3通過總線接口 2與處理及控制系統1雙向數據交互(上述N為自然數)。在具體實施時，所述光開關6設置有1+Ν條工作通道，用於在可接受時間範圍內實現模塊內的多通道切換，光開關通過採集卡接收處理系統1的指令進行通道切換。在具體實施時，光源脈衝經過耦合器平均分配到各個光電模塊，處理及控制系統通過系統總線將控制命令發送到各個模塊，要求各個光電模塊9切換到各自相同的工作通道；各接收電路完成各路散射信號的接收放大，並在光源同步信號的同步下同時啟動各模塊的數據採集。處理及控制系統需要同時處理所有光電模塊的某一單通道的數據，從而實現各模塊的並發採集和處理。如圖1所示，處理及控制系統根據系統配置通過總線接口向採集卡發出控制指令，各光開關根據指令切換到工作通道。脈衝光源通過IXn耦合器向1+Ν個光電模塊提供探測光脈衝，各光電模塊工作通道攜帶溫度信息的背向散射信號經過WDM5返回到接收電路，接收電路實現散射信號的光電轉換和放大。同時，各採集卡在脈衝光源發出的同步脈衝信號的同步下同時啟動數據採集。數據最終通過總線接口匯總到處理及控制系統，由處理及控制系統1完成數據的提取、分析、分發和控制。然後，處理及控制系統發出切換通道指令，各模塊切換到下一個工作通道，循環往復。以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型具體實施只局限於上述這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，它包括處理及控制系統(1)，其特徵在於所述處理及控制系統(1)通過總線接口( 2 )與至少一光電模塊(9 )連接，所述光電模塊(9 )分別連接有脈衝光源(7 )和1 X η耦合器(8 )。
2.根據權利要求1所述的一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，其特徵在於所述總線接口(2)並聯有1+Ν塊光電模塊(9)。
3.根據權利要求1所述的一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，其特徵在於所述光電模塊(9)包括有採集卡(3)、接收電路(4)、波分復用器(5)、光開關(6)，所述採集卡(3) 的控制輸出端與光開關(6)的控制輸入端連接，採集卡(3)的第一輸入端與接收電路(4)輸出端連接，接收電路(4)用於散射信號的光電轉換及放大，採集卡(3)的第二輸入端與脈衝光源(7)的第一輸出端連接，脈衝光源(7)的第二輸出端與IXn耦合器(8)的輸入端連接， 脈衝光源(7)用於提供探測光脈衝及各模塊的同步信號，IXn耦合器(8)的輸出端與波分復用器(5)的第一輸入端連接，波分復用器(5)的第二輸入端與光開關(6)的輸出端連接， 波分復用器(5)的輸出端與接收電路(4)的輸入端連接，波分復用器(5)用於將反斯託克斯信號和斯託克斯信號從背向散射信號中提取出來。
4.根據權利要求1所述的一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，其特徵在於所述採集卡(3)通過總線接口(2)與處理及控制系統(1)雙向數據交互。
5.根據權利要求1所述的一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，其特徵在於所述光開關(6)設置有1+Ν條工作通道，用於在可接受時間範圍內實現模塊內的多通道切換，光開關通過採集卡接收處理系統1的指令進行通道切換。
專利摘要本實用新型公開了一種多通道分布式光纖溫度傳感系統，其特徵在於所述處理及控制系統通過總線接口與至少一光電模塊連接，所述光電模塊分別連接有脈衝光源和1×n耦合器，所述的多通道方案在不犧牲系統總探測時間的前提下可以實現多通道的靈活擴展，可以根據需要擴展系統通道，而不需要考慮系統探測時間，相比現有技術而言，具有突出的實質性特點和顯著進步。
文檔編號G01K11/32GK201974252SQ201020690939
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者仝芳軒, 周正仙, 席剛, 皋魏, 郭兆坤 申請人:上海華魏光纖傳感技術有限公司