专利名称：一种基于码分otdr的长距离分布式光纤温度传感检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及长距离分布式的温度检测，具体是一种基于码分OTDR的长距离分布式光纤温度传感检测装置。
背景技术：
分布式光纤传感器系统(DistributedOptical Fiber Raman TemperatureSensor，简称DTS)发明于八十年代中期。十多年来，技术日趋成熟，国内外研制了产品并开始应用于油库、油轮、危险品仓库、冷库、大型货轮、军火库等温度报警；各种大、中型变压器、发电机组的温度分布测量，热保护和故障诊断；地下和架空高压电力电缆的热检测与监控；火力发电所的配管温度、供热系统的管道、输油管道的热点检测；化工原料、照相材料及油料生产过程在线动态检测；高层建筑、智能大厦、桥梁、高速公路等在线动态检测；航空、航天飞行器的在线动态检测。这些应用已成为光纤传感技术和检测技术的发展趋势。
DTS采用光纤作传感元件，而不是采用传统的温度感应元件，最大优点是允许在单一传感器上进行数千点的温度监测。其工作原理是基于光时域反射技术(Optical TimeDomain Reflectometry,简称OTDR),这一技术原理是当脉冲光源传输经过一光纤时,在光纤中将发生散射。散射方向任意，包括返回到光源的方向(后向拉曼散射)。当光纤处的环境温度发生改变时，后向散射光的光强会发生变化，因此，通过测量返回的散射光强即可确定光纤附近的环境温度状况。基于拉曼散射的分布式光纤测温系统是目前世界上最先进、最有效的连续分布式温度监测系统。它能够实时准确的监测光纤周围的温度的变化。但是在长距离监测系统中，由于拉曼散射的光信号很微弱，很容易被噪声信号淹没，影响了监测的性能和范围。因此为了实现长距离的监测，以往的办法是提高脉冲光源的输出功率，但这种做法会大大的增加成本。
实用新型内容本实用新型目的是针对现有技术的不足，如脉冲光的功率有限，再加上成本的考虑，而提供一种基于码分OTDR的长距离分布式光纤温度传感检测装置。本实用新型是在传统的测温方案基础上在脉冲光源上利用255位S编码(simplex codes)技术，将编码后的脉冲光信号进入OTDR中，能够改善在分布式温度监测中的拉曼背向散射信号的接受性能，同时还增加了离散式光放大器进行脉冲光源的光输出功率放大，使得光源的输出功率能提升6dB的增益，从而能够有效准确的实现40km以上的监测范围，而且不会增加过多的成本。实现本实用新型的技术方案是—种基于码分OTDR的长距离分布式光纤温度传感检测装置，由码分OTDR脉冲光源，离散式光放大器，隔离器，分路器，带通滤波器，光接收器，跨阻抗放大器，模数转换器，数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP),计算机和监测光纤组成。码分OTDR脉冲光源与离散式光放大器连接，离散式光放大器与隔离器连接，隔离器与分路器连接，分路器与监测光纤、带通滤波器连接，带通滤波器与光接收器连接，光接收器与跨阻抗放大器连接，跨阻抗放大器与模数转换器连接，模数转换器与DSP连接，DSP与计算机连接。本方案的主要关键部分是在于利用码分OTDR和离散式光放大技术，来提高监测的长度，既能降低成本，而且整个监测效果非常好。
图I是本实用新型的一种基于码分OTDR的长距离分布式光纤温度传感检测装置的整体示意图。图2是本实用新型在分路器和监测光纤之间添加光开关后的整体示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明。实施例I :如图I所示本实用新型由码分OTDR脉冲光源，离散式光放大器，隔离器，分路器，带通滤波器，跨阻抗放大器，模数转换器，DSP，计算机和监测光纤组成。由于标准的EDFA光放大器在慢瞬态效应中可能会出现波形失真，因此在本方案中选用的是低噪声离散式光放大器，可以避免波形失真，而且能达到6dB的净增益。当码分OTDR脉冲光源发出的脉冲光，进入离散式光放大器进行放大，然后通过隔离器，避免光反射回到光源，接着进入分路器后连接监测光纤。当监测光纤的局部环境温度发生改变，此时在光纤中产生的背向反斯托克斯光会显著加强，通过带通滤波器后进入APD,进行光电转换，然后进行运放处理，模数转换，在DSP进行数据的叠加与运算，把处理好的数据发送到计算机中。在方案中的分路器也可以使用光环行器来替代。离散式的光放大器也可以由其他类型的放大器能替代，但是在采用其他的类型放大器确保不会导致波形失真。实施例2:如图2所示在本方案中还可以在分路器和监测光纤之间添加光开关，能够扩展多通道的监测光纤线路，并实现多通道的温度监测。其余同实施例I。
权利要求1.一种基于码分OTDR的长距离分布式光纤温度传感检测装置，其特征是该装置由码分OTDR脉冲光源，离散式光放大器，隔离器，分路器，带通滤波器，光接收器，跨阻抗放大器，模数转换器，数字信号处理，计算机和监测光纤组成，其中码分OTDR脉冲光源与离散式光放大器连接，离散式光放大器与隔离器连接，隔离器与分路器连接，分路器与监测光纤、带通滤波器连接，带通滤波器与光接收器连接，光接收器与跨阻抗放大器连接，跨阻抗放大器与模数转换器连接，模数转换器与DSP连接，DSP与计算机连接。
2.按照权利要求I所述的长距离分布式光纤温度传感检测装置，其特征在于，分路器由光环行器替换。
3.按照权利要求I或2所述的长距离分布式光纤温度传感检测装置，其特征在于，在分路器和监测光纤之间添加光开关。
专利摘要本实用新型公开了一种基于码分OTDR的长距离分布式光纤温度传感检测装置。由码分OTDR脉冲光源，离散式光放大器，隔离器，分路器，带通滤波器，光接收器，跨阻抗放大器，模数转换器，数字信号处理，计算机和监测光纤组成。本实用新型是在传统的测温方案基础上在脉冲光源上利用255位S编码技术，将编码后的脉冲光信号进入OTDR中，能够改善在分布式温度监测中的拉曼背向散射信号的接受性能，同时还增加了离散式光放大器进行脉冲光源的光输出功率放大，使得光源的输出功率能提升6dB的增益，从而能够有效准确的实现40km以上的监测范围，而且不会增加过多的成本。
文档编号G01K11/32GK202757708SQ20122045129
公开日2013年2月27日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者王国华 申请人:光传感有限公司