厘米级光纤温度测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤、波长分离器、光纤、ASR光探测器、SR光探测器、ASR AD转换器、SR AD转换器、时钟发生器、数据处理模块、激光器组成。所述激光器与光波长分离器相连接，光波长分离器输出端与感温光纤、ASR光探测器和SR光探测器连接；ASR光探测器与ASR AD转换器连接,SR光探测器与SR AD转换器连接；所述时钟发生器分别与ASR AD转换器和SR AD转换器、激光器及数据处理模块相连；所述的时钟发生器控制ASR AD转换器和SR AD转换器进行采集，利用时钟发生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的ASR和SR时钟信号，由不同相位偏移的ASR和SR时钟信号分别控制ASR AD转换器，SR AD转换器进行数据采集来实现对在每组数据对应的空间采样点相对偏移一定距离的办法来实现厘米级采集精度。

【技术实现步骤摘要】
厘米级光纤温度测量系统
本专利技术涉及一种高精度光纤温度测量系统，特别涉及一种厘米级光纤温度测量系统。技术背景近年来，光纤温度传感系统得到了很快的发展及广泛的应用，在其测温精度和测量距离上基本满足大部分工程实用化的需求。但是，高精度的光纤温度传感系统尤其是厘米级空间分辨力测量系统仍然受到限制。对于100MHz的采样频率，空间分辨力为1米。要达到厘米级分辨力，传统的办法是提高采样频率，比如增加到500MHz，此时空间分辨力可以达到0.20米，但是高速AD转换器的成本高昂，处理电路非常复杂。光纤温度传感系统中，反射散射光经过光波长分离器件分离出ASR和SR后由光探测器接收，光纤温度传感系统由ASR和SR的比求出温度的变化。由于ASR和SR传播路径不同到达光电探测器的时间不同，会造成传感器光纤上同一点反射的ASR和SR散射光到达探测器的时间不同，在同一个采样时钟相位上，会导致同一时刻采集的ASR和SR信号对应于不同的空间点，由ASR和SR的比求出温度空间分辨率下降以及温度偏差，甚至出现和实际温度相反的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，并提供一种结构简单，成本低廉，分辨率达到厘米级的厘米级光纤温度测量系统。本专利技术提供的一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤、波长分离器、光纤、ASR光探测器、SR光探测器、ASRAD转换器、SRAD转换器、时钟发生器、数据处理模块、激光器组成。本专利技术提供的厘米级光纤温度测量系统，通过同时采集多组数据，利用时钟发生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的ASR和SR时钟信号，由不同相位偏移的ASR和SR时钟信号分别控制ASRAD转换器，SRAD转换器进行数据采集来实现对在每组数据对应的空间采样点相对偏移一定距离的办法来实现厘米级采集精度。由于本专利技术在ASRAD转换器、SRAD转换器与信号处理模块间设计了一相位可设置的时钟发生器，在不改变采样信号频率的条件下，通过时钟发生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移的方法，使空间采样点相对偏移一定距离，该相对偏移的一定距离为系统新的空间分辨力，相位偏移越小，空间分辨力就越高，从而实现了在采样频率不变的条件下，通过相位偏移达到厘米级采集精度。本专利技术的技术方案具有简单易行，成本低，而且SR光探测器、ASR光探测器通道的时间差也可以通过采用时钟的相位差来精确补偿，保证了测量的准确度。附图说明图1是本专利技术系统结构图。具体实施方式参见图1所示，本专利技术提供的一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤1、波长分离器2、光纤3、ASR光探测器4、SR光探测器5、ASRAD转换器6、SRAD转换器7、时钟信号8、时钟发生器9、数据处理模块10、激光器11组成。参见图1所示，所述激光器11与光波长分离器2相连接，光波长分离器2输出端与感温光纤1、ASR光探测器4和SR光探测器5连接；ASR光探测器4与ASRAD转换器6连接；SR光探测器5与SRAD转换器7连接，所述时钟发生器分别与ASRAD转换器6和SRAD转换器7、激光器11及数据处理模块10相连；所述的时钟信号控制ASRAD转换器6和SRAD转换器7进行采集；本专利技术提供的一种厘米级光纤温度测量系统，激光器11在时钟发生器9产生的时钟信号控制下，发出一束脉冲激光，脉冲激光通过波长分离器2输入带感温光纤1，感温光纤1反射回来的散射光通过波长分离器2分解成不同波长的ASR和SR信号通过光纤3进入ASR光探测器4与SR光探测器5，由与之相连的ASRAD转换器6与SRAD转换器7转换成数字信号送到数据处理模块12计算得出温度沿光纤的分布曲线。本实施例中，如ASRAD转换器6和SRAD转换器7的信号采样频率为100MHz，时钟周期为10ns，对应空间采样点的间隔距离为1米，时钟发生器9产生不同的采样时钟，使得ASRAD转换器6和SRAD转换器7相对于系统基准时钟在空间上分别偏离0,1,2,3,4,5,6，7,8,9ns，并由ASRAD转换器6和SRAD转换器7采样10组数据并送到数据处理模块10计算温度，由于1ns对应空间上的采样点偏离10厘米的距离，若0ns相位偏移时采样的数据组对应的空间点距离为0,1,2,3,4......米，偏移1ns时采样的数据组对应的空间点距离偏移了10厘米，对应的空间距离为0.1,1.1,2.1,3.1,4.1......米，偏移2ns时采样的数据组对应的空间点距离偏移了20厘米，对应的空间距离为0.2,1.2,2.2,3.2,4.2......米，将10组数据组合在一起，就可以得到空间距离为0,0.1,0.2,0.3,0.4......米的数据，空间采样点的间隔距离为10厘米，也就是空间分辨力提高到厘米级。本专利技术通过时钟发生器产生相对于基准时钟的不同相位偏移使空间采样点相对偏移一定空间距离的办法来提高空间分辨力，相比于提高采用频率的方案达到了低成本，控制简单的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤、波长分离器、光纤、ASR光探测器、SR光探测器、ASR AD转换器、SR AD转换器、时钟发生器、数据处理模块、激光器组成。所述激光器与光波长分离器相连接，光波长分离器输出端与感温光纤、ASR光探测器和SR光探测器连接；ASR光探测器与ASR AD转换器连接；SR光探测器与SR AD转换器连接，所述时钟发生器分别与ASR AD转换器和SR AD转换器、激光器及数据处理模块相连；所述的时钟发生器控制ASR AD转换器和SR AD转换器进行采集。

【技术特征摘要】
1.一种厘米级光纤温度测量系统，系统由感温光纤、波长分离器、光纤、ASR光探测器、SR光探测器、ASRAD转换器、SRAD转换器、时钟发生器、数据处理模块、激光器组成。所述激光器与光波长分离器相连接，光波长分离器输出端与感温光纤、ASR光探测器和SR光探测器连接；ASR光探测器与ASRAD转换器连接；SR光探测器与SRAD转换器连接，所述时钟发生器分别与ASRAD转换器和SRAD转换器、激光器及数据处理模块相连；所述的时钟发生器控制ASRAD转换器和SRAD转换器进行采集。2.根据权利要求1所述的厘米级光纤温度测量系统，其特征在于，所述的激光器在时钟发生器产生的时钟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱节军，凌小燕，张艳，张傲，
申请(专利权)人：苏州赛卓电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32