一种分布式光纤温度报警器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于分布式温度传感器技术领域，具体涉及一种基于光纤径向折射率 差变化的分布式光纤温度报警器。
【背景技术】
[0002] 光纤温度传感器是上世纪70年代发展起来的一门新型的测温技术，利用光信号 传递信息，具有绝缘、抗电磁干扰、耐高压电等优势特征，被广泛应用于交通、电力、煤矿、石 化等行业，对保证工业设备正常运行，保障生命和财产安全起着重要作用。
[0003] 现有的光纤传感器通常是基于拉曼散射效应及光时域反射计（OTDR)技术实现， 其基本原理是：拉曼光谱对温度是敏感的，传感器通过分析后向散射光的拉曼散射信号，在 经过光电转换和信号放大处理后进行数据采集及运算，最终得出温度数据。
[0004] 但是现有的拉曼型分布光纤温度传感器存在一个弱点，即后向拉曼散射光的信号 较弱，此信号与瑞利后向散射信号比较还要弱20_30dB，限制了测量的长度和精度，同时拉 曼型光纤温度传感器还存在空间分辨率低的问题，有待于进一步的解决。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种测量精度高范围广且可实现多点连 续测量的基于光纤径向折射率差变化的分布式光纤温度报警器。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种分布式光纤温度报警器，包 括第一光源、第二光源、偏振分束器、环形器、感温光纤、波分复用器、光电探测器、信号采集 模块、通信模块以及数据处理报警模块，所述第一光源和第二光源输出的信号光经偏振分 束器耦合，输出至环形器一端口，再经环形器二端口注入感温光纤，环形器接收感温光纤的 瑞利散射光，并由其三端口输入波分复用器进行信号分离，再依次进入光电探测器、信号采 集模块、通信模块以及数据处理报警模块，所述信号采集模块用于采集信号，所述通信模块 用于将信号采集模块采集的信号传输至数据处理报警模块，数据处理报警模块用于对信号 的处理及报警。
[0007] 优选地，所述偏振分束器的两个入射端为偏振方向相互垂直的保偏光纤，输出端 为普通单模光纤。
[0008] 优选地，所述波分复用器的输出波长分别与第一光源和第二光源的输出波长一 致。
[0009] 优选地，所述信号采集模块为采集卡。
[0010] 优选地，所述第一光源和第二光源为输出波长相差〇. 4nm其它参数均一致的可调 式脉冲光源。
[0011] 优选地，所述第一光源和第二光源输出脉宽度均为200ns，平均输出功率 为_6dBm，工作波长分别为1550nm和1550. 4nm。
[0012] 优选地，感温光纤的长度为20km。
[0013] 本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的分布式光纤温度报警器，利用径向 折射率差的变化来获得传感区域温度信息，系统的测量精度与分辨率都有效得到保证与提 尚；
[0014] 本实用新型利用感温光纤既可以做传感介质又可以做传输介质的特性，实现沿光 纤分布温度场的长距离分布式测量，测试用光纤即感温光纤的跨距可达几十千米，实现更 长长距离分布式温度监测，测试范围广；光纤数据传输及读取速度快，在有效测量范围内， 传感分辨率测量精度最优化，通过通信模块与数据处理报警模块的通信，进行远程控制，实 现实时监测。
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型分布式光纤温度报警器系统结构示意图；
[0016] 图2是本实用新型感温光纤横截面温度变化原理示意图；
[0017] 图3是本实用新型温度沿光纤长度分布的信号报警示意图。
[0018] 附图标记说明：1、第一光源；2、第二光源；3、偏振分束器；4、环形器；5、感温光纤； 6、波分复用器；7、光电探测器；8、信号采集模块；9、通信模块；10、数据处理报警模块；11、 感温光纤纤芯；12、光纤涂覆层；13、热源；14、热力波。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：
[0020] 如图1-3所示，分布式光纤温度报警器的系统结构示意图，本实用新型的一种分 布式光纤温度报警器，包括第一光源1、第二光源2、偏振分束器3、环形器4、感温光纤5、波 分复用器6、光电探测器7、信号采集模块8、通信模块9以及数据处理报警模块10。信号采 集模块8用于采集信号，通信模块9用于实现信号采集模块8和数据处理报警模块10之间 的通信，数据处理报警模块10用于对信号的处理及报警。
[0021] 上述元部件的连接关系如下：第一光源1和第二光源2的输出端分别与偏振分束 器3的两个输入端口相连接，偏振分束器3的输出端与环形器4的一端口连接，环形器4的 二端口与感温光纤5连接，环形器4的三端口与波分复用器6的输入端连接，波分复用器6 的两个输出端口与光电探测器7的输入端相连接，光电探测器7的输出端与信号米集模块 8的输入端连接，信号采集模块8的输出端与通信模块9相连，通信模块9与数据处理报警 模块10连接。
[0022] 基于上述的构成要件及连接关系，本实用新型的光路构成是：第一光源1和第二 光源2输出信号光，信号光经偏振分束器3親合，输出至环形器4的一端口，再经环形器4 的二端口注入感温光纤5。当信号光进入感温光纤5后，感温光纤5中产生瑞利散射光，环 形器4接收此瑞利散射光，并从其三端口输入至波分复用器6。波分复用器6对瑞利散射 中特定的信号光进行分离后输出至光电探测器7,光电探测器7将探测到的接入信号采集 模块8,信号采集模块8对信号进行采集，再通过通信模块9将信号传输至数据处理报警模 块10,数据处理报警模块10对信号进行处理分析，当解析出的温度高于预设温度时，实现 报警功能。
[0023] 本实用新型的原理是，由于光纤径向x轴与y轴偏振方向上传输波长不同，所以x 轴与y轴折射率从，、久。分别表示为：
[0024]久=/(￡；)) (1)
[0025] J3r=/(f0)+A^l(2)
[0026] 其中，e^为感温光纤5的介电常数，A0 ^为感温光纤5x轴与y轴的折射率差， 可以表示为：
[0027] A0〇= 0x0y (3)
[0028] 0X、分别是x轴与y轴折射率关于温度变化的函数。当光纤某点处的温度发 生变化时，由于两个方向上受热不均匀，x轴与y轴折射率将发生不同程度的改变。光纤径 向x轴与y轴方向上折射率与温度的关系如下所示：
[0029] 0X=fdi) (4)
[0030] 0y=g(T2)+C (5)
[0031]其中，I\^T2。