产生一条光 纤温度曲线，并等待后续光脉冲产生的散射光电信号进行累加和平均等处理，最终由上位 机通过编译软件进行温度解调和显示。
[0032] 在上述过程中，测温原理为：分布式光纤测温系统依据光纤的光时域反射(0TDR) 原理以及光纤的后向拉曼散射光(ram an scattering)温度效应，当一个光脉冲从光纤的 一端射入光纤时，光脉冲会沿着光纤向前传播。因光纤内壁类似镜面，故光脉冲在传播中每 一点都会产生反射，反射之中有一小部分的反射光，其方向正好与入射光的方向相反。这种 后向反射光的强度与光纤中反射点的温度有一定的关系。反射点的温度(光纤所处的环境 温度)越高，反射光的强度也越大。也就是说，后向反射光的强度可以反映出反射点的温度。 利用这个现象，若能测量出后向反射光的强度，就可以计算出反射点的温度。分布式测温系 统的温度解调公式为：
[0034] 式中，T为绝对温度，To为标定温度，K为玻尔兹曼常量，h为普朗克常量。
[0035] 在上述结构中，还包括:开关电源;开关电源分别与控制板、信号放大器和采集板 的供电接口连接;控制板分别与脉冲半导体激光器PLD、第1光电检测器APD和第2光电检测 器AH)的供电接口连接。也就是说，开关电源分别向控制板、信号放大器和采集板供电；而控 制板分别向脉冲半导体激光器PLD、第1光电检测器Aro和第2光电检测器Aro供电。
[0036]下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明，但实施例不是对本实用新型的 限定。
[0037] 1、具体参数为：
[0038] 1、分布式光纤测温系统的光源采用峰值为5-30W、脉冲宽度为125ns的光纤激光器 模块。光源的工作电压为+5V，输出波长为1550nm。
[0039] 2、光纤跳线使用FC-APC多模光纤跳线。
[0040] 4、采用双通道采集、采集距离为60km、累计次数最高达到3600万次的采集板。
[0041 ] 5、选用ATMEGA AU 1214型号单片机作为控制板。
[0042] 6、APD基于内光电效应工作，具有内部增益和放大功能，工作于反向偏置电压下， 达到雪崩倍增状态，放大光信号。
[0043] 7、测温系统与上位机之间为USB通信方式或RS-232通信方式以及网口通讯方式。
[0044] 8、选用多模光纤作为测温光纤，可以传播多个模式光信号。
[0045] 9、边坡布设多模光纤通过光纤跳线连接到分布式光纤测温系统，使用光纤跳线为 FC-APC多模光纤跳线。
[0046] 10、第1光电检测器APD和第2光电检测器APD均采用含高压驱动的光电雪崩二极 管。
[0047] 本实用新型提供的边坡分布式光纤测温系统，具有以下优点：
[0048] (1)提出了用分布式光纤温度传感器监测边坡安全状况，在工程中将分布式光纤 温度测量系统引入边坡检测，克服了传统测量不连续、不精确、不可靠等缺点。它所进行的 测量是沿光纤路径的连续测量，可获得边坡纵横截面的连续监测数据，这一技术将完善边 坡检测的手段，提供大量新的病害有关的参数，为边坡长期安全提供有力的保证。
[0049] (2)分布式光纤温度传感器利用光纤作为温度信息的传感和传输介质，光纤设在 整个温度场中，可以测量整条光纤沿线的温度分布情况，随着光纤的增长，测量点数的增 加，单位信息的获取成本大大降低。
[0050] (3)边坡上光纤的铺设方法与铺设路径直接关系到检测质量，是需要仔细研究的 内容，必须针对边坡工程结构的具体特点，设计与之相适应的布设方案，这一技术是提取有 效边坡温度保证。
[0051] (4)本实用新型是对边坡健康的一种新的评价方法，通过分布式光纤温度传感器 对边坡进行温度测量后，必须根据所获得的数据边坡进行评估。本实用新型将遵循边坡测 量的标准和要求，掌握边坡温度随时间的变化情况。依托于已运营或在建的公路边坡工程 从事研发，从分布式光纤传感网络的综合检测能力出发，来完成对边坡工程结构进行检测。
[0052] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，包括:分布式光纤测温系统、传感光纤 和上位机； 所述分布式光纤测温系统包括:控制板、脉冲半导体激光器PLD、波分复用组件、定标光 纤、第1光电检测器APD、第2光电检测器APD、信号放大器和采集板;所述传感光纤包括光纤 跳线（1)和铠装多模光纤(2); 其中，所述控制板的输出端连接到所述脉冲半导体激光器PLD的输入端;所述脉冲半导 体激光器PLD的输出端连接到所述波分复用组件的输入端;所述波分复用组件配置有三个 输出端口，分别为光脉冲输出端口、斯托克斯光输出端口和反斯托克斯光输出端口；所述光 脉冲输出端口通过所述定标光纤连接到所述光纤跳线（1)的一端，所述光纤跳线（1)的另一 端与布置于边坡(3)的铠装多模光纤(2)的一端连接;所述斯托克斯光输出端口的输出光路 布置所述第1光电检测器APD，所述反斯托克斯光输出端口的输出光路布置所述第2光电检 测器APD;所述第1光电检测器AH)和所述第2光电检测器APD的输出端分别连接到所述信号 放大器的对应输入端口，所述信号放大器的输出端连接到所述采集板的输入端，所述采集 板的输出端连接到所述上位机； 其中，所述铠装多模光纤(2)采用以下结构布置于被测温的边坡： 边坡的坡面采用加固体系进行加固，将所述铠装多模光纤(2)附着在边坡岩体表面，并 每隔设定距离，采用固定件进行固定。2. 根据权利要求1所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，还包括:开关电源;所 述开关电源分别与所述控制板、所述信号放大器和所述采集板的供电接口连接;所述控制 板分别与所述脉冲半导体激光器PLD、所述第1光电检测器APD和所述第2光电检测器APD的 供电接口连接。3. 根据权利要求1所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，还包括:总控制器;所 述总控制器分别与所述控制板和所述采集板连接。4. 根据权利要求1所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，所述波分复用组件为 Raman1X3波分复用组件;所述第1光电检测器AH)和所述第2光电检测器AH)均为含高压驱 动的光电雪崩二极管;所述光纤跳线（1)为FC-APC多模光纤跳线;所述采集板为双通道采集 板;所述控制板为ATMEGAAU1214型号单片机。5. 根据权利要求4所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，所述RamanlX3波分 复用组件由IX3双向耦合器和多光束干涉型高隔离度的光学滤光片组成。6. 根据权利要求1所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，所述采集板的输出端 通过通信接口连接到所述上位机。7. 根据权利要求6所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，所述通信接口为USB 通信接口、RS-232通信接口和/或网口。8. 根据权利要求1所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，所述加固体系为：由 钢筋混凝土格构梁和锚杆组成的结构体系。9. 根据权利要求1所述的边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，在加固后的边坡上， 还设置抗滑粧和挡土墙支挡结构。
【专利摘要】本实用新型提供一种边坡分布式光纤测温系统，其特征在于，包括：分布式光纤测温系统、传感光纤和上位机；所述分布式光纤测温系统包括：控制板、脉冲半导体激光器PLD、波分复用组件、定标光纤、第1光电检测器APD、第2光电检测器APD、信号放大器和采集板；所述传感光纤包括光纤跳线(1)和铠装多模光纤(2)。优点为：本实用新型在工程中将分布式光纤测温系统引入边坡温度检测，其所进行的测量是沿光纤路径的连续测量，可获得边坡纵横截面的连续监测数据，这一技术完善了边坡检测的手段，提供大量新的病害有关的参数，为保证边坡的安全提供有力的保证。另外，采用光纤分布式测温，还具有边坡测温连续、精确以及可靠性高等优点。
【IPC分类】G01K11/32
【公开号】CN205120269
【申请号】CN201520905641
【发明人】李川
【申请人】云南航天工程物探检测股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月13日