[0032] 光纤受温度影响，折射率发生变化，光纤折射率与温度成函数关系，不同光纤材质 不一样，折射率与温度的具体函数关系会有所不同，因此上述函数仅是给出光纤折射率与 温度的函数关系一般式进行理论说明。当感温光纤5所处温度发生变化时，径向x轴与y 轴折射率差的变化为0X、之积。因此利用径向折射率差的改变来实现温度监测将大大 提高传感器的测量精度与灵敏度。
[0033] 以下通过具体实施例对本实用新型作进一步描述，以进一步表示本实用新型的原 理和优点：
[0034] 实施例1:
[0035] 第一光源1和第二光源2为两个输出波长相差0.4nm，其它参数均一致的可调式 脉冲光源，具体的，选用B&ATechnology的脉冲光源，输出脉宽度均为200ns，平均输出功 率为-6dBm，输出的工作波长分别为1550nm和1550. 4nm。波长差相差0. 4nm是一个优选的 值，如果波长差太小，x轴与y轴的信号就难以区分，波长差太大，x轴与y轴的折射率相差 较大，使得偏振膜色散（PMD)太大，信号劣化严重。偏振分束器3的两个输入端为保偏光纤， 偏振方向相互垂直，偏振分束器3的输出端为普通单模光纤。感温光纤5长度选用20km。 波分复用器6的两个输出端口的输出波长分别与第一光源1和第二光源2的输出波长相一 致，透射波长为1550nm和1550. 4nm。信号采集模块8为采集卡。第一光源1和第二光源2 分别输出波长为1550nm和1550. 4nm的信号光，接入偏振分束器3,经親合信号光以偏振方 向相互垂直的方式注入环行器4的一端口，由环形器4二端口进入感温光纤5。感温光纤 5既是感知温度变化的传感点，也是信号传输的途径，通过分布瑞利反馈实现传感信号的传 递。感温光纤5中产生瑞利散射光，瑞利散射光返回环形器4,并从其三端口输入至波分复 用器6,波分复用器6将瑞利散射中偏振方向不同的1550nm和1550. 4nm的信号光进行分离 后输出至光电探测器7。光电探测器7将探测到的信号接入信息采集模块8,再经通信模块 9传输至数据处理报警模块10,由数据处理报警模块10处理分析两个不同偏振方向上的信 号光差异，得到光纤径向折射率差的变化，最终获得沿光纤长度分布的温度传感信息，当分 析出的温度高于预设温度L时，实现报警功能。如图2-3所示，分别是感温光纤横截面温度 变化原理示意图，以及温度沿光纤长度分布的信号报警示意图。当感温光纤5周围环境没 有温度变化时，光纤径向X轴与y轴趋势基本一致，当光纤A位置附近有一热源13,光纤径 向x轴与y轴在热力波14的作用下，折射率分别发生了变化，根据折射率差变化与温度的 关系，通过信号处理与分析，最终获得温度沿光纤长度分布的信号，当传感温度大于I时， 报警器会进行报警。
[0036] 需要说明的是，基于本实用新型给出的硬件架构，本领域技术人员能够以常规手 段设计出数据处理报警模块10的软件部分。
[0037] 本实用新型的分布式光纤温度报警器，基于光纤径向折射率差变化，测量精度与 分辨率有效提升，且可实现更长的长距离分布式温度监测，通过通信模块9实现探测信号 的远程传输，可以广泛应用于矿山、油田、隧道和智能大厦等大型设施中，对温度变化进行 在线监测。
[0038] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实 用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。 本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用 新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1. 一种分布式光纤温度报警器，其特征在于：包括第一光源（I)、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)，所述第一光源（1)和第二光源（2)输出的信号 光经偏振分束器（3)耦合，输出至环形器（4) 一端口，再经环形器（4)二端口注入感温光纤 (5)，环形器（4)接收感温光纤（5)的瑞利散射光，并由其三端口接入波分复用器（6)进行 信号分离，再依次进入光电探测器（7)、信号采集模块（8)、通信模块（9)以及数据处理报警 模块（10)，所述信号采集模块（8)用于采集信号，所述通信模块（9)用于将信号采集模块 (8)采集的信号传输至数据处理报警模块（10)，数据处理报警模块（10)用于对信号的处理 及报警。2. 根据权利要求1所述的温度报警器，其特征在于：所述偏振分束器（3)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。3. 根据权利要求1所述的温度报警器，其特征在于：所述波分复用器（6)的输出波长 分别与第一光源（1)和第二光源（2)的输出波长一致。4. 根据权利要求1所述的温度报警器，其特征在于：所述信号采集模块（8)为采集卡。5. 根据权利要求1所述的温度报警器，其特征在于：所述第一光源（1)和第二光源（2) 为输出波长相差〇. 4nm其它参数均一致的可调式脉冲光源。6. 根据权利要求5所述的温度报警器，其特征在于：所述第一光源（1)和第二光源（2) 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。7. 根据权利要求1所述的温度报警器，其特征在于：感温光纤（5)的长度为20km。
【专利摘要】本实用新型公开了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模块，基于光纤径向折射率差变化。第一光源和第二光源发出信号光，利用感温光纤中产生的瑞利散射，经波分复用器分离特定信号光，基于光纤径向折射率差获得传感区温度信息，数据处理报警模块对信号进行处理分析，当分析出的温度高于预设温度时，实现报警功能。本实用新型的测量精度高范围广，可实现长距离分布式温度监测。通过通信模块实现探测信号的远程传输，可以广泛应用于矿山、油田、隧道和智能大厦等大型设施中，对温度变化进行在线监测。
【IPC分类】G01K11/32
【公开号】CN204718707
【申请号】CN201520394371
【发明人】张猛, 李轶, 郑元伟, 陆飙, 李由, 撒兴杰, 熊铖, 任阳阳, 张菡, 龙诺亚, 王另, 李柏森, 刘晓波, 杨吉翔, 黎皓, 吕健, 张祥忠, 王子南, 饶云江
【申请人】贵州电网公司信息通信分公司, 电子科技大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月10日