[发明专利]基于后向散射增强光纤分布式温度和应变双参量传感装置及其解调方法有效

专利信息
申请号: 201810060242.8 申请日: 2018-01-22
公开(公告)号: CN108303197B 公开(公告)日: 2020-05-19
发明(设计)人: 孙琪真;贺韬;艾凡;李豪;闫志君;刘德明;王进;汪静逸;冯诚;王森懋;范存政 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: G01K11/32 分类号: G01K11/32;G01B11/16
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 廖盈春;曹葆青
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要: 发明公开了一种基于后向散射增强光纤分布式温度和应变双参量传感装置及其解调方法;包括窄线宽光源、耦合器、声光调制模块、驱动器、掺饵光纤放大器、环形器、拉曼波分复用器、具有多个连续散射增强点传感光纤、滤波器、光电探测器、数据采集卡、上位机;双参量测量的实现原理是基于传感光纤中后向瑞利散射光信号的相位对外界环境变化灵敏以及拉曼散射光的光强对温度变化灵敏特性,利用光时域反射技术、相干探测技术、拍频信号互相关技术、相位解调技术、波分复用技术和温度应力解耦技术,提供了绝对温度应力分布式测量的实施方案。本发明可以实现沿光纤连续分布的温度场和应力场的同时测量,且测量距离长、空间分辨率高、灵敏度高、响应速度快和误差小。
搜索关键词: 基于 散射 增强 光纤 分布式 温度 应变 参量 传感 装置 及其 解调 方法
【主权项】:
1.一种基于后向散射增强光纤分布式温度和应变双参量传感装置,其特征在于,包括:窄线宽光源(2)、99:1耦合器(3)、声光调制模块(4)、驱动器(5)、掺饵光纤放大器EDFA(6)、环形器(7)、拉曼波分复用器(8)、传感光纤(9)、1550nm滤波器(10)、2×2耦合器(11)、斯托克斯光探测器APD(12)、反斯托克斯光探测器APD(13)、瑞利光探测器BPD(14)、数据采集卡(15)和上位机(16);所述窄线宽光源(2)的输出端与所述99:1耦合器(3)的输入端相连,所述99:1耦合器(3)的输出端包括占输入端光信号99%的第一端和占输入端光信号1%的第二端,其中第一端与所述声光调制模块(4)的输入端相连,第二端与所述2×2耦合器(11)的一端相连;所述驱动器(5)的输出端与所述声光调制模块(4)的电源端连接,所述掺饵光纤放大器EDFA(6)的输入端连接至所述声光调制器(4)的输出端;所述环形器(7)包括第一端口、第二端口和第三端口;其中第一端口与所述掺饵光纤放大器EDFA(6)的输出端相连,第二端口连所述拉曼波分复用器(8)的1550nm端,第三端口连接1550nm滤波器(10)的输入端;所述拉曼波分复用器(8)包含1550nm、1650nm、1450nm、COM四个端口,环形器(7)的第二端口送来的光脉冲信号进入拉曼波分复用器(8)的1550nm端口,再从拉曼波分复用器(8)的COM端口送出到传感光纤(9),拉曼波分复用器(8)的1650nm端口和1450nm端口分别与斯托克斯光探测器APD(12)的输入端、反斯托克斯光探测器APD(13)的输入端相连;所述1550nm滤波器(10)的输出端和99:1耦合器(3)占输入端光信号1%的第二端分别与2×2耦合器(11)两个输入端相连,2×2耦合器(11)两个输出端分别与瑞利光探测器BPD(14)的两个输入端相连;所述数据采集卡(15)的输入端与瑞利光探测器BPD(14)的输出端、斯托克斯光探测器APD(12)的输出端、反斯托克斯光探测器APD(13)的输出端相连;所述上位机(16)的输入端与数据采集卡(15)的输出端相连。
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  • 于淼;何禹潼;张崇富;潘新建;于效宇;易子川;孔谦;高庆国 - 电子科技大学中山学院
  • 2020-08-28 - 2020-12-29 - G01K11/32
  • 本实用新型提供了一种等效采样的光纤分布式温度测量装置,包括:依次连接的激光器、光脉冲调制器、光耦合器、分光器、光滤波器、探测器、采样保持器、信号采集模块和处理器;所述处理器还与光脉冲调制器和步进延迟器连接,步进延迟器与保持器和信号采集模块连接;所述光耦合器还与光纤连接;采样保持器接收步进延迟器的一组等时间间隔的采样脉冲簇,对探测器传输的电信号进行采样处理获得瞬时电信号;信号采集模块将瞬时电信号转化为数字信号后利用处理器计算得到温度数据;用重建波形所需要的时间,换取采样频率的降低,实现利用常规采样频率的信号采集模块重建拥有高空间分辨率的温度测量波形,从而提高温度测量精度,降低系统成本。
  • 一种工业窑炉内衬温度监测系统-202021860608.9
  • 赵运建;邹忠平;牛群;钟星立;许俊 - 中冶赛迪工程技术股份有限公司;中冶赛迪技术研究中心有限公司
  • 2020-08-31 - 2020-12-29 - G01K11/32
  • 本实用新型提供一种工业窑炉内衬温度监测系统,包括:测温光纤,所述测温光纤的设置方式至少包括以下之一:沿工业窑炉径向设置、沿工业窑炉高度方向设置、沿工业窑炉周向设置;用于将光信号转化为温度信号的温度传感模块,所述温度传感模块与各个测温光纤分别信号连接;本实用新型中的工业窑炉内衬温度监测系统,通过将测温光纤沿工业窑炉径向、沿工业窑炉高度方向、沿工业窑炉周向设置,并将温度传感模块与各个测温光纤分别信号连接,能够较好地实现对工业窑炉内衬温度的全方位、全覆盖检测。
  • 一种高炉主沟温度监测装置-202021862561.X
  • 牛群;邹忠平;赵运建;许俊;钟星立 - 中冶赛迪技术研究中心有限公司
  • 2020-08-31 - 2020-12-29 - G01K11/32
  • 本实用新型提供一种高炉主沟温度监测装置,包括:高炉主沟本体,高炉主沟本体在垂直于高炉主沟本体的延伸方向的截面形状为U形;高炉主沟本体设置有用于安装测温光纤的通道,通道靠近高炉主沟本体的内衬设置,通道包括:测温光纤的引入口和引出口;所述测温光纤的一端贯穿所述通道,所述测温光纤与用于将光信号转换为温度信号的测温传感模块连接;本装置通过在高炉主沟本体设置用于安装测温光纤的通道,通道靠近高炉主沟本体的内衬设置,测温光纤的一端贯穿通道,所述测温光纤分别与用于将光信号转换为温度信号的测温传感模块连接,能够较好地实现对高炉主沟温度的全覆盖监测,可靠性较强,精确度较高。
  • 一种数据中心的监测系统-202020759313.6
  • 汪修权;孙伟;朱永刚;陈伟;严勇虎;陶泉;姚之圃;彭宇相;董鹏展;李永通;郭健;郭洁;阎权;潘超 - 江苏亨通光纤科技有限公司;江苏亨通光电股份有限公司
  • 2020-05-09 - 2020-12-29 - G01K11/32
  • 本实用新型公开了一种数据中心的监测系统,该监测系统包括监控主机、温度监测装置、图像采集装置和至少一个报警装置;其中,数据中心的每个监测区域设置有至少一个报警装置;温度监测装置与监控主机连接,该温度监测装置能够获取各监测区域的温度信息,并将该温度信息发送至监控主机;监控主机与报警装置连接,该监控主机根据温度信息,控制报警装置的启停;图像采集装置与监控主机连接,该图像采集装置用于获取各监测区域的报警装置的视频信息和/或音频信息,并将视频信息和/或音频信息发送至监控主机,以使监控主机显示相应的视频画面和/或播放相应的音频信号。本实用新型实施例能够节省人力成本,提高数据中心的运行安全性和稳定性。
  • 光纤测温装置-202020227598.9
  • 顾鸿鸣 - 南京益瑞电气有限公司
  • 2020-02-28 - 2020-12-29 - G01K11/32
  • 本实用新型公开了光纤测温装置,包括底座、存储桶、电机、温度传感器和控制器本体,所述底座的上方焊接连接有箱体,且箱体的内部设置有固定套管,并且固定套管的外壁上设置有光纤本体,所述存储桶设置于固定套管的内部,且存储桶的左右两端分别设置有进料口和出料口,所述套杆的顶部安装有连接板,所述温度传感器安装于连接板上,所述套杆的前后两侧均设置有卡块,且卡块通过限位槽与底座相连接,所述控制器本体安装于箱体的右侧。该光纤测温装置,固定套管的内部设置有存储桶,且固定套管的外壁上设置有螺旋状的光纤本体,这样可以使液体存放于存储桶中,通过螺旋状的光纤本体对不同位置的液体进行温度感应测定,提高检测效率。
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