[发明专利]一种分布式光纤测温系统

说明书

本发明公开一种分布式光纤测温系统，属于光纤温度测量技术领域。本发明的一种分布式光纤测温系统包括：激光器、光环行器、第一光滤波器、第二光滤波器、光电转换电路以及采集卡；所述激光器发射的激光通过所述光环行器进入到待测传感光纤，激光在所述待测传感光纤内传播过程中产生的背向散射光返回到所述光环行器后分别进入所述第一光滤波器和所述第二光滤波器波进行滤波，滤波后的背向散射光进入所述光电转换电路，所述光电转换电路输出的电信号经所述采集卡采集后传输到计算机上处理得到温度信号。本发明的分布式光纤测温系统，能够有效提高分布式光纤测温系统的温度精度，增强稳定性以及较低空间分辨率。

技术领域

本发明涉及一种分布式光纤测温系统，属于光纤温度测量技术领域。

背景技术

分布式光纤测温装置经过十多年的发展，以其测量距离长、精度高、

无测量盲区、抗电磁干扰能力强等优点，被广泛应用于电力电缆隧道、综合管廊、煤炭行业和数据中心等需要测温、火灾报警和节能减排的领域。

分布式光纤测温装置是利用自发拉曼散射效应制成的，其反斯托克斯 Anti-stokes 信号对温度敏感，斯托克斯信号 Stokes对温度不敏感，利用其光强之比可以计算出沿光纤各点的温度值，利用其瑞利散射技术实现精确定位。因此，其空间分辨率和测温精度是其重要的表征参数。在测量光纤沿线的温度场时，总希望空间分辨率越小越好、温度精度越高越好。而空间分辨率的提高受限于激光器的脉冲宽度、采集卡的采样速率，若要保证1米的空间分辨率，就要保证激光器的脉冲宽度小于10ns、采集卡的采样速率大于100Mb/s，而提高温度精度的常用方法为数字累加平均法，该方法在一定程度上能改善信噪比，但增加了测温时间，为了达到足够的精度往往会恶化其实时性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式光纤测温系统，能够有效提高分布式光纤测温系统的温度精度，增强稳定性以及较低空间分辨率。

本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种分布式光纤测温系统，包括：激光器、光

环行器、第一光滤波器、第二光滤波器、光电转换电路以及采集卡；

所述激光器发射的激光通过所述光环行器进入到待测传感光纤，激光

在所述待测传感光纤内传播过程中产生的背向散射光返回到所述光环行器后分别进入所述第一光滤波器和所述第二光滤波器波进行滤波，滤波后的背向散射光进入所述光电转换电路，所述光电转换电路输出的电信号经所述采集卡采集后传输到计算机上处理得到温度信号。

根据本发明的一实施方式，所述第一光滤波器和所述第二光滤波器为

可调谐滤波器，所述第一光滤波器用于对瑞利散射光进行滤波，所述第二光滤波器用于对后向拉曼散射的反斯托克斯光进行滤波。

根据本发明的另一实施方式，还包括光分路器，所述光分路器的输入

端连接所述光环行器，所述光分路器的两个输出端分别与所述第一光滤波器和所述第二光滤波器相连接。

根据本发明的另一实施方式，还包括光开关，用于所述第一光滤波器

和所述第二光滤波器滤波后的背向散射光的切换。

根据本发明的另一实施方式，所述采集卡包括一采样控制器，所述采样控制器用于将采集的所述光电转换电路输出的电信号存入缓存。

根据本发明的另一实施方式，还包括同步控制器，所述同步控制器分别与所述激光器和所述采集卡相连接，所述采样控制器在第一时钟域的时钟信号下将采集的电信号交替存入两个缓存中并将两个握手信号发送至所述同步控制器，所述同步控制器将接收到的两个所述握手信号作为第二时钟域的时钟有效沿同步的握手信号，以控制对缓存中存储的数据进行读取、存储、相加的动作。