光纤复合相线用温度测量装置制造方法及图纸

一种光纤复合相线用温度测量装置，属于供电导线状态检测领域。它包括控制器、脉冲激光模组、光分插复接器、光电转换器和模数转换器；脉冲激光模组包括脉冲发生器和脉冲激光器，脉冲发生器用于发出矩形激励脉冲，脉冲激光器的中心波长为1550nm，峰值功率为8W～13W；矩形激励脉冲还用于触发控制器中断记时；光电转换器包括滤光器、雪崩光电二极管，光电转换器有至少两组；模数转换器的输出端与控制器的GPIO引脚对应电连接。使用它检测光纤复合相线的温度检测的精度高。检测的精度高。检测的精度高。

【技术实现步骤摘要】
光纤复合相线用温度测量装置


[0001]本技术涉及供电导线状态检测
，具体涉及一种光纤复合相线用温度测量装置。

技术介绍

[0002]光纤复合相线(OPPC)包括供电导线及光纤，其光纤一般作光通信介质使用。在供电时，电流引起供电导线的发热，发热严重时会对供电导线的寿命、光纤的寿命造成不可恢复的影响。一般的，通过分析供电导线的发热点，还有利于及时发线故障，并定位故障点区域。此外，在采用电热融冰技术的供电线路上，通过监测供电导线的温度，可以及时修正融冰装置的功率，避免造成二次伤害。
[0003]专利文献CN103115693A记载了一种分布式光纤拉曼测温系统，包括脉冲激光器、波分复用器、传感光纤、双通道雪崩光电二极管和DSP数字信号处理器；脉冲激光器发出脉冲激光，通过波分复用器后进入到待测传感光纤，脉冲激光在光纤内传播过程中不断产生背向散射，背向散射光返回到波分复用器，经波分复用器滤波后，将斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光分别滤出并进入双通道雪崩光电二极管进行光电转换；该系统还包括，双通道雪崩光电二极管输出的电信号经过DSP数字信号处理器处理后得到温度信号。该技术方案主要涉及分布式光纤测温方法，但光纤拉曼测温系统相关因素包括光纤类型、激光波长、斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光的接收与噪声优化。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种光纤复合相线用温度测量装置，以解决现有的分布式光纤拉曼测温系统应用在光纤复合相线的温度检测时精度低的技术问题。
[0005]本技术的技术方案是：
[0006]一种光纤复合相线用温度测量装置，包括控制器、脉冲激光模组、光分插复接器、光电转换器和模数转换器；
[0007]所述脉冲激光模组包括脉冲发生器和脉冲激光器，所述脉冲发生器用于发出矩形激励脉冲，所述脉冲激光器受所述矩形激励脉冲激励后，发出用于射入温度测量光纤内的测量光束，所述脉冲激光器的中心波长为1550nm，峰值功率为8W～13W；所述矩形激励脉冲还用于触发所述控制器中断记时；
[0008]所述光分插复接器用于通过所述测量光束并使其射入温度测量光纤内，并旁路引出斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光；
[0009]所述光电转换器包括滤光器、雪崩光电二极管，所述光电转换器有至少两组，其中一组光电转换器被配置为用于转换所述斯托克斯拉曼散射光为第一电信号的第一组光电转换器，又一组光电转换器被配置为用于转换所述反斯托克斯拉曼散射光为第二电信号的第二组光电转换器；
[0010]所述模数转换器的输出端与所述控制器的GPIO引脚对应电连接，用于分别模数转
换所述第一电信号、所述第二电信号。
[0011]优选的，所述滤光器选择薄膜干涉滤光片。
[0012]优选的，所述光电转换器还包括多级放大滤波电路，所述多级放大滤波电路包括串联连接的多个负反馈放大单元。
[0013]优选的，所述光电转换器还包括温度补偿电路，所述温度补偿电路包括温度传感器和可调压偏置电源，所述温度传感器用于检测所述雪崩光电二极管的温度，所述可调压偏置电源加载在所述雪崩光电二极管的P
+
极。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]1.在本技术光纤复合相线用温度测量装置工作过程中，脉冲发生器激发的脉冲激励脉冲激光器发出测量光束，测量光束经光分插复接器在温度测量光纤内形成斯托克斯拉曼散射光、反斯托克斯拉曼散射光，斯托克斯拉曼散射光、反斯托克斯拉曼散射光回射经光分插复接器后分别由第一组光电转换器、第二组光电转换器读取后输入控制器。其中，矩形激励脉冲有助于脉冲激光器发出的测量光束的光强集中；脉冲激光器的峰值功率与光电二极管形成关联，在脉冲激光器的峰值功率为7W～15W时，光电二极管应选择雪崩光电二极管，因为雪崩光电二极管的性能与测量光束功率相关，采用峰值功率为7W～15W时，还有助于降低测量装置的信噪比。激励脉冲触发控制器中断计时与托克斯拉曼散射光、反斯托克斯拉曼散射光的测量共同实现在测量光纤的延伸长度区间上的温度及其对应的位置的测量。
[0016]2.温度补偿电路通过调节雪崩光电二极管的偏置电压使其随环境温度的变化而按一定比例改变，则可保持雪崩光电二极管的增益不变，但此方法的关键是温度准确测量。
附图说明
[0017]图1为一种本技术的光纤复合相线用温度测量装置的电源电路图。
[0018]图2为一种本技术的光纤复合相线用温度测量装置的控制器电路图。
[0019]图3为一种本技术的光纤复合相线用温度测量装置的光电转换器和模数转换器的电路图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图，以实施例的形式说明本技术，以辅助本
的技术人员理解和实现本技术。除另有说明外，不应脱离本
的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
[0021]实施例1：一种光纤复合相线用温度测量装置，包括控制器、脉冲激光模组、光分插复接器、光电转换器和模数转换器。
[0022]其中，脉冲激光模组包括脉冲发生器和脉冲激光器。对于脉冲激光器来说，用脉冲来调制脉冲激光器的电源可以获得最低的激光器的电流偏差，并有助于稳定激光器的激光二极管的稳定性。脉冲发生器用于发出矩形激励脉冲。脉冲激光器受矩形激励脉冲激励后，发出用于射入温度测量光纤内的测量光束，脉冲激光器的中心波长为1550nm，峰值功率为 7W～15W。矩形激励脉冲有助于脉冲激光器发出的测量光束的光强集中；脉冲激光器的峰值功率与光电二极管形成关联，在脉冲激光器的峰值功率为8W～13W时，光电二极管应选择雪
崩光电二极管，因为雪崩光电二极管的性能与测量光束功率相关，采用峰值功率为8W～ 13W时，还有助于降低测量装置的信噪比。矩形激励脉冲还用于触发控制器中断记时。参见图2，矩形激励脉冲与STM32F103RT型单片机的中断引脚33电连接。
[0023]其中，光分插复接器用于通过测量光束并使其射入温度测量光纤内，测量光束在温度测量光纤内受温度激励形成斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光，斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光返回后方传输，从而使光分插复接器能够从旁路引出斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光。与斯托克斯拉曼散射光相比，反斯托克斯拉曼散射光对温度变化更为敏感。
[0024]当传感距离较近，如小于40m时，激光在波长840nm附近时传感光纤尾端返回的反斯托克斯光最强；当传感距离在400m-2200m范围内时，激光器的最佳工作波长处于1320nm 附近，单模光纤优于多模光纤；而对于传感距离更长的传感系统，l550nm的工作波长更为优越，单模光纤同样比多模光纤效果更好。
[0025]其中，光电转换器包括滤光器、雪崩光电二极管，光电转换器有至少两组，其中一组光电转换器被配置为用于转换斯托克斯拉曼散射光为第一电信号的第一组光电转换器，又一组光电转换器被配置为用于转换反斯托本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤复合相线用温度测量装置，包括控制器、脉冲激光模组、光分插复接器、光电转换器和模数转换器；其特征在于：所述脉冲激光模组包括脉冲发生器和脉冲激光器，所述脉冲发生器用于发出矩形激励脉冲，所述脉冲激光器受所述矩形激励脉冲激励后，发出用于射入温度测量光纤内的测量光束，所述脉冲激光器的中心波长为1550nm，峰值功率为8W～13W；所述矩形激励脉冲还用于触发所述控制器中断记时；所述光分插复接器用于通过所述测量光束并使其射入温度测量光纤内，并旁路引出斯托克斯拉曼散射光和反斯托克斯拉曼散射光；所述光电转换器包括滤光器、雪崩光电二极管，所述光电转换器有至少两组，其中一组光电转换器被配置为用于转换所述斯托克斯拉曼散射光为第一电信号的第一组光电转换器，又一组光电转换器被配置为用于转换所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐清轩，杜虎，张建波，王书鹏，安均红，杜建军，张可，余龙峰，贾显静，全聪，
申请(专利权)人：国网河南淅川县供电公司，
类型：新型
国别省市：