[实用新型]分布式光纤温度传感器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及温度传感器技术领域，具体讲是一种可以解决传统分布式光纤温度传感器常温测温精度高，而低温和高温测温精度低的问题，从而获得在全温度范围内高测温精度的分布式光纤温度传感器。

背景技术：

1981年英国南安普顿大学率先提出分布式光纤温度传感器的概念，1983年由Hartog等人研制出具体的实验装置。1985年英国Dakin在实验室进行了分布式光纤温度传感器测温实验，其中光源是氖离子激光器；同年Hartog和Dakin用半导体激光器作为光源，分别独立研制出分布式光纤温度传感器实验装置。此后，分布式光纤温度传感器迅速发展，目前已经广泛应用于电力行业、煤矿领域、隧道、高速公路及地铁等方面，成为工业在线监控的重要手段。

当前分布式光纤温度传感器在常温温度范围监测时往往具有高测温精度，测温精度高达±1℃，目前少数高精度分布式光纤温度传感器测温精度甚至可达±0.5℃。但在低温和高温区域，分布式光纤温度传感器测温精度则迅速降低，高温300℃测温精度低至±5℃。稠油热采井下测温、焦炭塔测温等高温区域测温，温度高达350℃，当前分布式光纤温度传感器在高温区域的测温精度远远不能满足工业生产对温度监控的需求，急需开发全温度范围高测温精度分布式光纤温度传感器，以满足工程应用温度监测需求。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可以解决传统分布式光纤温度传感器常温测温精度高，而低温和高温测温精度低的问题，从而获得在全温度范围内高测温精度的分布式光纤温度传感器。

本实用新型涉及一种分布式光纤温度传感器，它包括以下结构：它包括测温光纤和解调仪，解调仪包括脉冲激光器、集成型光纤波分复用器、斯托克斯散射光光电转换放大模块、 反斯托克斯散射光光电转换放大模块、数据采集卡以及计算机，集成型光纤波分复用器的两个输入端口分别与脉冲激光器和测温光纤连接，集成型光纤波分复用器的两个输出端口分别与斯托克斯散射光光电转换放大模块和反斯托克斯散射光光电转换放大模块连接，脉冲激光器、斯托克斯散射光光电转换放大模块、反斯托克斯散射光光电转换放大模块以及计算机均与数据采集卡连接。

本实用新型的优点是：本实用新型分布式光纤温度传感器可以依据拉曼比值与温度在不同温度范围曲线特点不同的原理，在低温、常温和高温三个温度段设置不同的温度解调算法，从而在全温度范围内获得超高的测温精度，彻底解决了常温段测温精度高、低温和高温段测温精度迅速降低的问题。

附图说明：

图1是本实用新型分布式光纤温度传感器的结构示意图；

图2是拉曼比值和温度的关系图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型分布式光纤温度传感器作进一步说明：

如图1所示，本实用新型分布式光纤温度传感器由测温光纤6和解调仪组成，解调仪包括脉冲激光器1、集成型光纤波分复用器2、斯托克斯散射光光电转换放大模块3、反斯托克斯散射光光电转换放大模块4、数据采集卡5以及计算机7，集成型光纤波分复用器2的两个输入端口分别与脉冲激光器1和测温光纤6连接，集成型光纤波分复用器2的两个输出端口分别与斯托克斯散射光光电转换放大模块3和反斯托克斯散射光光电转换放大模块4连接，脉冲激光器1、斯托克斯散射光光电转换放大模块3、反斯托克斯散射光光电转换放大模块4以及计算机7均与数据采集卡5连接。其中脉冲激光器1发射高速激光脉冲，集成型光纤波分复用器2负责分光和滤波，测温光纤6感知和传输温度信息，斯托克斯散射光光电转换放大模块3和反斯托克斯散射光光电转换放大模块4进行光电转换和信号放大，高速数据采集卡5实时进行信号采集和累加，计算机7进行三解调算法解调和显示温度。

本发明中的脉冲激光器1为高稳定度激光光源，中心波长为1550nm，脉冲宽度为10ns， 峰值功率为30.2W，核心器件采用高稳定性的激光器，采用独特的APC(自动功率控制)和ATC(自动温度控制)电路,使得输出功率和波长稳定度高；采用高稳定和高精度的MPU(微处理器)系统，调节方便，运行可靠。