一种基于DTS的光缆测温预警系统的制作方法

本实用新型涉及电气检测技术领域，具体为一种基于DTS的光缆测温预警系统。

背景技术：

发电厂、变电站等大型工业企业内敷设有大量的动力电缆和控制电缆，并连接高压开关柜。这些电缆分布在电缆隧道、电缆桥架、电缆夹层内，分别连接着各个电气设备，并连接到控制室，并且电缆一般集中敷设，发生电缆火灾事故后危害极大。对于运行中的电缆，及时发现过热点(特别是事故隐患的电缆接头)和其它环境异常对安全运行具有重要意义。

现有线型测温技术的电缆温度监测，运用电学测量：通过宽带光源发射到光纤光栅传感器，利用检测从匹配光纤光栅传感器反射回来的光转换成微弱电信号，来检测温度；但是存在如下问题：从光纤光栅传感器反射回来的光比较微弱，对转换成光电信号的精度有着较大的影响，同时没有根据光转换成电信号微弱大小来对反射光大小进行反馈调节。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种DTS的电缆测温预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。所述DTS的电缆测温预警系统具有经过放大模块处理的反射光使解调模块提高了光电转换精度，得到了更精确的测量结果；同时PID模块根据信号调理器的光转换成电信号微弱大小，调节光纤放大器对反射光的放大输出的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于DTS的光缆测温预警系统，包括宽带光源、光耦合器、DTS工程机，所述宽带光源通过光隔离器连接于光耦合器，所述光耦合器分别连接于待测电缆、解调模块，所述DTS工程机与解调模块连接，

还包括连接在所述待测电缆的光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器还连接有放大模块，所述放大模块包括功分器、光纤放大器以及光滤波器，所述功分器输入端连接光纤光栅传感器，输出端与光纤放大器连接，所述光纤放大器与光滤波器连接；所述光滤波器连接于光耦合器。

优选的，所述解调模块包括光电转换器、与其依次连接的信号调理器和AD转换器。

优选的，系统还包括PID模块，所述PID模块与信号调理器连接，还通过通信模块连接于光纤放大器。

优选的，所述DTS工程机连接有用于电缆温度警示的报警模块。

优选的，所述光纤光栅传感器采用bragg光栅传感器。

优选的，所述通信模块为GPRS模块、3G模块或者4G模块，并分别与PID模块、放大模块中内置的无线收发模块通信连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：宽带光源发射器发射光线，发出的光经过光隔离器、光耦合器进入光栅温度传感器，将光纤光栅传感器与待测电缆外管壁充分接触，当入射光与光纤光栅传感器反射波的中心波长完全匹配时，光纤光栅传感器向光耦合器反射光，这些反射光再经放大模块中的功分器送入到光纤放大器进行放大，由光滤波器进行波长选择、噪声滤除、增益均衡后，再经光耦合器进入解调模块，解调模块对反射光进行波分处理，然后进行光电转换，经过模数转换和数字信号处理得到测量结果，并由DTS工程机控制报警模块进行温度警示；经过放大模块处理的反射光使解调模块提高了光电转换精度，得到了更精确的测量结果；同时PID模块根据信号调理器的光转换成电信号微弱大小，调节光纤放大器对反射光的放大输出。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型放大模块以及与各部件连接示意图。

图中：1宽带光源、2光隔离器、3光耦合器、4光纤光栅传感器、5放大模块、6解调模块、7DTS工程机、8PID模块、9通信模块、10报警模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于DTS的光缆测温预警系统，包括宽带光源1、光耦合器3、DTS工程机7，所述宽带光源1通过光隔离器2连接于光耦合器3，采用ADuM320x，所述光耦合器3分别连接于待测电缆，待测电缆内置与光耦合器3连接的光纤、解调模块6，所述DTS工程机7与解调模块6连接，所述解调模块6包括光电转换器、与其依次连接的信号调理器和AD转换器，DTS工程机7通过光耦合器3、解调模块6根据感温光纤既作为信号传输也作为DTS工程机7利用Anti-Stokes与Stokes的光强比值准确反映了待测电缆温度信息；

还包括连接在所述待测电缆的光纤光栅传感器4，所述光纤光栅传感器4采用bragg光栅传感器，重量轻，体积小，不受腐蚀，不受电磁干扰，所述光纤光栅传感器4还连接有放大模块5，所述放大模块5包括功分器、光纤放大器以及光滤波器，所述功分器输入端连接光纤光栅传感器4，输出端与光纤放大器连接，所述光纤放大器与光滤波器连接；所述光滤波器连接于光耦合器3。

系统还包括PID模块8，所述PID模块8与信号调理器连接，还通过通信模块9连接于光纤放大器，所述通信模块9为GPRS模块、3G模块或者4G模块，并分别与PID模块8、放大模块5中内置的无线收发模块通信连接，使用无线信号传输，增强了远距离测量、同时抗电磁干扰。

所述DTS工程机7连接有用于电缆温度警示的报警模块10，当实测的待测电缆(接头)温度超过预设的报警温度值时，发出报警，以提示工作人员，提高本实用新型的实用性。

所述宽带光源1发射器发射光线，发出的光经过光隔离器2、光耦合器3进入光栅温度传感器，将光纤光栅传感器4与待测电缆外管壁充分接触，当入射光与光纤光栅传感器4反射波的中心波长完全匹配时，光纤光栅传感器4向光耦合器3反射光；

这些反射光再经放大模块5中的功分器送入到光纤放大器进行放大，由光滤波器进行波长选择、噪声滤除、增益均衡后，再经光耦合器3进入解调模块6，解调模块6中的信号调理器对反射光进行波分处理，然后进行光电转换，再经过AD转换器的模数转换和数字信号处理得到测量结果，并由DTS工程机7控制报警模块10进行温度警示；

经过放大模块5处理的反射光使解调模块6提高了光电转换精度，得到了更精确的测量结果；同时PID模块8根据信号调理器的光转换成电信号微弱大小，调节光纤放大器对反射光的放大输出。

光电转换器优选以MSP430单片机为核心，利用12位的AD转换器对数据进行采样，使得系统硬件电路更加集成化、小型化，MSP430单片机利用光纤光栅传感器4的光信号转变为电信号，其输出电流通过运放构成的电路(参考微弱光信号的光电探测放大电路的设计_李鹏)转换成合适电压信号，来控制AD转换器输出，通过信号调理器进行信号调理，一方面通过PID模块8送入放大模块5根据信号调理器的光转换成电信号微弱大小，调节光纤放大器对反射光的放大输出，另一方面送入DTS工程机7读取待测电缆温度(准确反映了待测电缆温度信息)、并在本地显示；DTS工程机7内置采集端程序和分析端程序，两个序运行平台为WIN7或以上系统，通过与信号采集处理卡—光电转换器通信，读取卡状态、发射光数据、反射光数据，通过运算，计算出待测电缆上检测点的温度，发送到分析端程序，并在本地显示，由DTS工程机7对这些数据进行管理，以实现分析、报警、实时显示和查询功能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。