专利名称：分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分布式光纤温度传感技术领域，尤其涉及分布式光纤温度传感系统的自动校准技术领域。
背景技术：
分布式光纤温度传感系统基于背向散射原理，当激光脉冲在光纤传输时，光纤中会不断产生拉曼散射(斯托克斯、反斯托克斯)、瑞利散射及布里渊散射等散射光，其中一部分会反方向传输到“源头”，我们称这部分散射光为“背向散射光”。分布式光纤温度传感系统就是采用背向拉曼散射中反斯托克斯作为温度敏感信号的一种温度传感系统。分布式光纤温度传感系统通常由分布式光纤温度传感系统主机和测温光缆组成。 分布式光纤温度传感系统在出厂前，需要进行计算参数的标定，这种标定是以特定测温光缆为对象的。当分布式光纤温度传感系统交付客户使用时，使用的测温光缆可能是不同的， 就会导致斯托克斯和反斯托克斯衰减系数等系数参数的改变。为了保证系统测量精度，需要对计算参数进行补偿修正。而分布式光纤温度传感系统所用的测温光缆的工作环境通常是隧道、煤矿、变电站等野外环境，测温光缆的温度随长度的分布情况难以确定，要像厂家或者实验室那样进行光缆的衰减参数标定是不现实的，这在一定程度上影响了分布式光纤温度传感系统的有效使用，降低了系统性能。
实用新型内容为了解决上述技术中存在的问题，本实用新型提供一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，包括光纤耦合器、光切换模块、光反射模块和模式转换信号接收及控制模块；光纤耦合器一侧的两个端口分别与光切换模块及模式转换信号接收及控制模块连接，模式转换信号接收及控制模块与光切换模块相连， 光切换模块和光反射模块相连。所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置连接在测温光缆末端，用于对测温光缆的衰减参数进行校准，测温光缆另一端连接分布式光纤温度传感系统主机。所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置内部器件通过光波导相连，所述的光波导为光纤、透镜或者光学系统中的一种。所述的光反射模块为具有反射功能的反射装置，可以为反射镜、镀膜器件、金属面或者布拉格光栅。所述的光反射模块为耦合式反射装置，可以为1X2光纤耦合器、2X2光纤耦合器；所述光纤耦合器的一侧端口和光切换模块连接，另外一侧的两个端口通过光波导相连。所述的分布式光纤温度传感系统主机内包括脉冲光源、波分复用器、信号接收模块、信号采集模块、信号处理模块、参考光纤等部件。[0012]参考光纤置于分布式光纤温度传感系统主机内部，一端连接波分复用器，一端连接测温光缆，用于对所述在线型自动校准测温光缆衰减参数的系统的温度进行校准。确定需要对测温光缆进行校准后，调整脉冲光源重复频率，至正常模式下的一半， 模式转换信号接收及控制模块通过光纤耦合器接收光脉冲信号并根据光脉冲重复频率确定系统进入校准模式，通过控制光切换模块接通光发射模块，调整采集模块，使其采集长度提高一倍。对采集到的数据进行数据预处理，修正由于接收电路造成的数据失真问题；对经过数据预处理的数据进行反斯托克斯数据和斯托克斯数据相除，对得到的数据曲线对折相除，从而消除测温光缆沿线的温度差异；利用最小二乘法计算对折相除后的数据曲线，得到该数据曲线斜率，该数据曲线斜率即为现场测温光缆的衰减参数。对该衰减参数进行修正，消除由于测温光缆带来的损耗差异。调整脉冲光源重复频率和采集模块恢复正常工作模式，模式转换信号接收及控制模块通过光纤耦合器接收光脉冲信号并根据光脉冲重复频率确定系统进入正常工作模式，通过控制光切换模块切断光发射模块，进入正常工作模式， 完成测温光缆衰减参数的自动校准。采用本实用新型所述的技术方案的优点在于所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置可以根据分布式光纤温度传感系统主机的光源重复频率确定是否连接光反射模块，当确定需要进行测温光缆的衰减参数的校准时，控制分布式光纤温度传感系统主机的脉冲光源重复频率至正常工作模式的一半，自动校准模块的模式转换信号接收及控制模块接收到所述光脉冲信号并调节光切换模块连接光反射模块，进行自动校准，从而可以准确获得测温光缆的衰减参数，实现在现场对测温光缆进行校准、补偿，增加了分布式光纤温度传感系统的有效使用程度，提高了系统性能。
图1为本实用新型所述的结构示意图；图2为本实用新型工作位置的总体结构示意具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置作出详细说明。实施例1 如图1所示，一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，包括光纤耦合器10、光切换模块11、光反射模块13和模式转换信号接收及控制模块12 ；光纤耦合器 10 一侧的两个端口分别与光切换模块11及模式转换信号接收及控制模块12连接，模式转换信号接收及控制模块12与光切换模块11相连，光切换模块11和光反射模块13相连。本实施例所述的光反射模块13可以为反射镜、镀膜器件、金属面和布拉格光栅等具有反射功能的装置，本实施例采用镀膜器件作为光反射模块。光反射模块13可以将测温光缆8尾端的光反射进入测温光缆8，反射进入测温光缆8的光产生的后向散射光再次通过反射模块13由测温光缆8进入分布式光纤温度传感系统主机，最终得到同一段测温光缆8的两组数据信息，用以校准测温光缆的衰减参数。所述的分布式光纤温度传感系统主机包括脉冲光源1、波分复用器2、信号接收模块3和信号接收模块4、信号采集模块5、信号处理模块6、参考光纤7等部件。脉冲光源1产生脉冲光，脉冲光在测温光缆8的传输过程中产生的背向拉曼散射光携带有相应距离处的温度信息；波分复用器2用于将背向拉曼散射光从其他背向散射光中过滤出来，并从相应的光接口输送到信号接收模块3和信号接收模块4 ；信号接收模块3和信号接收模块4 用以对接收到的背向拉曼散射光进行光电转换和放大；信号采集模块5用于将信号接收模块3和信号接收模块4传输过来的模拟信号转化为数字信号以供后续处理；信号处理模块 6用于对接收到的数据进行处理和分析，并对相关模块进行控制和操作；参考光纤7置于主机内部，外连测温光缆，用于对系统的温度进行校准。实施例2 如图2所示，一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，包括光纤耦合器10、光切换模块11、光反射模块13和模式转换信号接收及控制模块12 ；光纤耦合器 10 一侧的两个端口分别与光切换模块11及模式转换信号接收及控制模块12连接，模式转换信号接收及控制模块12与光切换模块11相连，光切换模块11和光反射模块13相连。本实施例所述的光反射模块13为一耦合式反射装置，可以为1 X 2耦合器、2 X 2耦合器；本实施例选用ι χ 2耦合器，1 X 2耦合器的一侧端口和光切换模块11连接，另外一侧的两个端口通过光波导相连，光波导可以为光纤、透镜或者光学系统，本实施例选用光纤。1 X 2耦合器可以将测温光缆8尾端的光反射进入测温光缆8，反射进入测温光缆8 的光产生的后向散射再次通过1X2耦合器由测温光缆8进入分布式光纤温度传感系统主机，最终得到同一段测温光缆8的两组数据信息，用以校准测温光缆的衰减参数。以上显示和描述本实用新型的基本原理和主要特征本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解本实用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护本实用新型范围内本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，其特征在于包括光纤耦合器、光切换模块、光反射模块和模式转换信号接收及控制模块；光纤耦合器一侧的两个端口分别与光切换模块及模式转换信号接收及控制模块连接，模式转换信号接收及控制模块与光切换模块相连，光切换模块和光反射模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，其特征在于所述的光反射模块可以为反射镜、镀膜器件、金属面或者布拉格光栅。
3.根据权利要求1所述的一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，其特征在于所述的光反射模块为耦合式反射装置，可以为1X2耦合器、2X2耦合器。
4.根据权利要求1、2、或3所述的一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，其特征在于所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置连接在测温光缆末端。
5.根据权利要求1所述的一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，其特征在于所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置内部器件通过光波导相连，所述的光波导为光纤、透镜或者光学系统中的一种。
专利摘要本实用新型公开了一种分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置，包括光纤耦合器、光切换模块、光反射模块和模式转换信号接收及控制模块；光纤耦合器一侧的两个端口分别与光切换模块及模式转换信号接收及控制模块连接，模式转换信号接收及控制模块与光切换模块相连，光切换模块和光反射模块相连。所述的分布式光纤温度传感系统的光缆校准装置可以根据分布式光纤温度传感系统主机的光源重复频率确定是否连接光反射模块，从而自动进入校准模式，从而可以准确获得测温光缆的衰减参数，实现在现场对测温光缆进行校准、补偿，增加了分布式光纤温度传感系统的有效使用程度，提高了系统性能。
文档编号G01K15/00GK202119566SQ20112017515
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者郭兆坤 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司