光纤测温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤测温系统，包括：单线光纤与嵌入式解调仪，嵌入式解调仪适于对单线光纤发射激光，以及接收单线光纤所反射的激光，且嵌入式解调仪适于对所反射的激光进行建模、计算，以测量出多点的实时温度。光纤测温系统的嵌入式解调仪中集成了发射激光、分离反射激光并接收，且可以对所接收激光进行建模与计算等功能，因此，仅通过将单线光纤与嵌入式解调仪相连，并将单线光纤分布在所需检测温度的场地中，嵌入式解调仪便可直接将光纤所反射回来的光信号解调成可呈现温度数值的电信号，从而无需使用PC等电脑终端，不仅方便了对温度的检测以及缩小了成本，还可以实现对场地进行分布式的温度检测，保证了场地检测温度的可靠。

Optical fiber temperature measurement system

【技术实现步骤摘要】
光纤测温系统
本专利技术涉及测温系统领域领域，具体而言，涉及一种光纤测温系统。
技术介绍
目前的光纤测温系统一般只能做到单点测温，而对矿井等范围较大，且地形复杂、危险系数高的场地来说，需要对场地进行分布式温度进行实时测量，而使用单点测温的成本高，且检测覆盖范围无法保证，从而无法实现分布式测温，即便有些光纤测温系统可实现分布式测温，但是，需要PC等电脑终端设备的协同工作，而光纤测温系统需要长时间地对其进行检测，而PC等电脑终端设备无法保证长时间工作的稳定性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种光纤测温系统，该光纤测温系统可以实现分布式测温，且无需PC等电脑终端设备。根据本专利技术实施例的光纤测温系统为分布式测温系统，可同时测量多点温度，所述光纤测温系统包括：单线光纤与嵌入式解调仪，所述单线光纤分布在多点位置处，所述单线光纤与所述嵌入式解调仪相连，所述嵌入式解调仪适于对所述单线光纤发射激光，以及接收所述单线光纤所反射的激光，且所述嵌入式解调仪适于对所反射的激光进行建模、计算，以测量出多点的实时温度。根据本专利技术实施例的光纤测温系统，光纤测温系统的嵌入式解调仪中集成了发射激光、分离反射激光并接收，且可以对所接收激光进行建模与计算等功能，因此，仅通过将单线光纤与嵌入式解调仪相连，并将单线光纤分布在所需检测温度的场地中，嵌入式解调仪便可直接将光纤所反射回来的光信号解调成可呈现温度数值的电信号，从而无需使用PC等电脑终端，不仅方便了对温度的检测以及缩小了成本，还可以实现对场地进行分布式的温度检测，保证了场地检测温度的可靠。根据本专利技术的一些实施例，所述嵌入式解调仪包括：逻辑阵列与光纤解调模组，所述光纤解调模组与所述单线光纤相连，且所述光纤解调模组适于对所述单线光纤发射激光，并对所述单线光纤所反射的激光进行分离、接收、模数转换以及计算数据；所述逻辑阵列与所述光纤解调模组电连接，所述逻辑阵列适于对所述光纤解调模组所发射的激光以及信号的采集进行控制。进一步地，所述光纤解调模组包括：光路模块、信号采集模块以及数据处理模块，所述光路模块用于对所述单线光纤发射激光，以及分离并接收所述单线光纤所反射的激光，所述逻辑阵列控制所述光路模块所发射激光的脉冲宽带，以及控制所述信号采集模块的信号采样率。进一步地，所述光路模块包括：激光发生器、波分复用器以及光电接收器，所述激光发生器与所述单线光纤相连，且所述激光发生器适于对所述单线光纤发射激光，所述逻辑阵列适于控制所述激光发生器所发射激光的脉冲宽带；所述波分复用器适于对所述单线光纤所反射的激光进行分离成瑞利波、斯托克斯和反斯托克斯波；所述光电接收器适于接收被分离后的斯托克斯和反斯托克斯波。进一步地，所述光纤解调模组还包括：数模转换器，所述数模转换器与所述激光发生器以及所述逻辑阵列电连接，所述逻辑阵列控制所述数模转换器产生所述激光发生器的脉冲光源。进一步地，所述信号采集器包括：模数转换器，所述模数转换器与所述逻辑阵列电连接，且所述逻辑阵列适于控制所述模数转换器对所述单线光纤所反射的激光信号采样率。进一步地，所述数据处理模块形成为DSP处理器，所述数据处理模块处理所述模数转换器送来的光波数据，通过建模统计光纤上各点温度变化与波长变化的对应关系，并计算光纤神经网络上各点位温度值。具体地，所述光纤测温系统还包括：可编程控制器，所述可编程控制器与所述光纤解调模组电连接，所述光纤解调模组将计算所得数据传递给所述可编程控制器。进一步地，所述可编程控制器形成为PLC或DCS系统，所述可编程控制器与所述光纤解调模组之间通过Modbus-RTU协议RS48口电路相连。具体地，所述逻辑阵列形成为FPGA芯片。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是光纤测温系统的示意图。附图标记：光纤测温系统10、单线光纤1、嵌入式解调仪2、逻辑阵列21、光纤解调模组22、光路模块23、模数转换器24、数据处理模块25、可编程控制器3。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合图1详细描述根据本专利技术实施例的光纤测温系统10。参照图1所示，根据本专利技术实施例的光纤测温系统10为分布式测温系统，可同时测量多点温度，光纤测温系统10包括：单线光纤1与嵌入式解调仪2，单线光纤1分布在多点位置处，单线光纤1与嵌入式解调仪2相连，嵌入式解调仪2适于对单线光纤1发射激光，以及接收单线光纤1所反射的激光，且嵌入式解调仪2适于对所反射的激光进行建模、计算，以测量出多点的实时温度。也就是说，嵌入式解调仪2中集成了发射激光、分离反射激光并接收，且可以对所接收激光进行建模与计算等功能，因此，仅通过将单线光纤1与嵌入式解调仪2相连，并将单线光纤1分布在所需检测温度的场地中，嵌入式解调仪2便可直接将光纤所反射回来的光信号解调成可呈现温度数值的电信号，从而无需使用PC等电脑终端，不仅方便了对温度的检测以及缩小了成本，还可以实现对场地进行分布式的温度检测，保证了场地检测温度的可靠。在具体实施例中，当嵌入式解调仪2对单线光纤1输出激光脉冲时，激光脉冲会沿着单线光纤1向前传播，其中，在传播过程中激光脉冲会和单线光纤1的内部分子(单线光纤1的本身缺陷和掺杂成分不均匀)发生碰撞，进而在这个分子处产生反射，其中的一部分反射光正好和入射光的方向相反，这部分反射光因此为后向反射光，后向反射光的强度与反射点的温度存在相关的关系，其温度越高，则强度越大，并且，后向光包括对温度不敏感的斯托克斯光以及对温度敏感的和反斯托克斯光，其中，这两者的波长不一样，嵌入式解调仪2可以对其进行分离、接收，并对两者的光强比值进行计算便可计算出温度，以及利用光的时域反射OTDR技术，嵌入式解调仪2对其高速数据采集测量信号的回波时间，从而算出测温点的位置，进而可以得出场地的连续、实时的温度信息。并且，单线光纤1的灵敏度高，不受电磁噪声的干扰，从而可以保证光纤传递信号的可靠性，因此，光纤测温系统10可以防止电磁信号对传感信号进行干扰，导致检测的结果不够准确，或出现延迟等情况。根据本专利技术实施例的光纤测温系统10，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤测温系统(10)，所述光纤测温系统(10)为分布式测温系统，可同时测量多点温度，其特征在于，包括：/n单线光纤(1)，所述单线光纤(1)分布在多点位置处；/n嵌入式解调仪(2)，所述单线光纤(1)与所述嵌入式解调仪(2)相连，所述嵌入式解调仪(2)适于对所述单线光纤(1)发射激光，以及接收所述单线光纤(1)所反射的激光，且所述嵌入式解调仪(2)适于对所反射的激光进行建模、计算，以测量出多点的实时温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤测温系统(10)，所述光纤测温系统(10)为分布式测温系统，可同时测量多点温度，其特征在于，包括：
单线光纤(1)，所述单线光纤(1)分布在多点位置处；
嵌入式解调仪(2)，所述单线光纤(1)与所述嵌入式解调仪(2)相连，所述嵌入式解调仪(2)适于对所述单线光纤(1)发射激光，以及接收所述单线光纤(1)所反射的激光，且所述嵌入式解调仪(2)适于对所反射的激光进行建模、计算，以测量出多点的实时温度。


2.根据权利要求1所述的光纤测温系统(10)，其特征在于，所述嵌入式解调仪(2)包括：逻辑阵列(21)与光纤解调模组(22)，所述光纤解调模组(22)与所述单线光纤(1)相连，且所述光纤解调模组(22)适于对所述单线光纤(1)发射激光，并对所述单线光纤(1)所反射的激光进行分离、接收、模数转换以及计算数据；
所述逻辑阵列(21)与所述光纤解调模组(22)电连接，所述逻辑阵列(21)适于对所述光纤解调模组(22)所发射的激光以及信号的采集进行控制。


3.根据权利要求2所述的光纤测温系统(10)，其特征在于，所述光纤解调模组(22)包括：光路模块(23)、信号采集模块以及数据处理模块(25)，所述光路模块(23)用于对所述单线光纤(1)发射激光，以及分离并接收所述单线光纤(1)所反射的激光，所述逻辑阵列(21)控制所述光路模块(23)所发射激光的脉冲宽带，以及控制所述信号采集模块的信号采样率。


4.根据权利要求3所述的光纤测温系统(10)，其特征在于，所述光路模块(23)包括：激光发生器、波分复用器以及光电接收器，所述激光发生器与所述单线光纤(1)相连，且所述激光发生器适于对所述单线光纤(1)发射激光，所述逻辑阵列(21)适于控制所述激光发生器所发射激光的脉冲宽带；
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，王冕，邓桂林，石德恒，周明，
申请(专利权)人：合肥市光感芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34