本實用新型涉及一種基于分布式光纖的溫度監控儀。
背景技術:
傳統溫度監控儀的普遍使用熱敏電子器件,如熱電偶、熱敏電阻、熱釋電探測器等,不適合強電磁干擾或易燃易爆的場景下使用。
技術實現要素:
針對現有技術存在的上述不足,本實用新型提供一種基于分布式光纖的溫度監控儀,只需在遠端現場僅需部署分布式光纖,儀器本身可遠離現場部署,適合強電磁干擾或易燃易爆的場景下使用。
一種基于分布式光纖的溫度監控儀,包括脈沖激光源、光分路器、光纖接口、光濾波器、光電轉換芯片、模數轉換芯片、緩沖存儲器、嵌入式處理器、LED數碼管、LED指示燈、SD卡,
脈沖激光源,用于產生高能光脈沖,其通過光纖與光分路器2連接;
光分路器,通過光纖與儀器面板上的光纖接口連接,光纖接口通過傳感光纖接入探測標的位置處,光分路器還通過光纖與光濾波器連接,高能光脈沖在分布式光纖傳輸中產生拉曼散射效應,傳感光纖中產生的反斯托克斯拉曼散射信號攜帶與溫度相關的信息;
光濾波器的輸出端與光電轉換芯片、模數轉換芯片、緩沖存儲器依次連接,緩沖存儲器的輸出端與嵌入式處理器連接;
嵌入式處理器與LED數碼管、LED指示燈、SD卡連接;
光濾波器用于將光分路器接收的反斯托克斯拉曼散射信號過濾提取,經光電轉換芯片后輸出模擬電信號,再經模數轉換芯片輸出實時溫度值,然后進入緩沖存儲器供嵌入式處理器調用。
進一步的,還包括與嵌入式處理器連接的SDRAM芯片、EEPROM芯片,SDRAM芯片用于存儲嵌入式處理器運行時的臨時數據,EEPROM芯片用于存儲控制主程序及I/O驅動程序。
進一步的,還包括與嵌入式處理器連接的RJ45接口、USB接口、 RS232接口,用于聯機或遠程方式的軟件升級及歷史溫度數據備份。
本實用新型現場部署成本低,僅需在遠端現場分布式部署光纖即可,而且儀器可對多個標的進行實時溫度監控,使用操作方便簡單,因光纖具有體積小、重量輕、可撓、電絕緣性好、柔性彎曲、耐腐蝕、測量范圍大、靈敏度高等特點,應用范圍較之傳統溫度監控儀適用場景更多。
附圖說明
圖1是本實用新型基于分布式光纖的溫度監控儀的結構示意圖。
圖中:1—脈沖激光源,2—光分路器,3—光纖接口,4—光濾波器,5—光電轉換芯片,6—模數轉換芯片,7—緩沖存儲器,8—嵌入式處理器,9—SDRAM芯片,10—EEPROM芯片,11—RJ45接口, 12—USB接口,13—RS232接口,14—LED數碼管,15—LED指示燈,16—SD卡。
具體實施方式
下面將結合本實用新型中的附圖,對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述。
圖1所示為本實用新型基于分布式光纖的溫度監控儀的結構示意圖,所述基于分布式光纖的溫度監控儀包括脈沖激光源1、光分路器2、光纖接口3、光濾波器4、光電轉換芯片5、模數轉換芯片6、緩沖存儲器7、嵌入式處理器8、SDRAM芯片9、EEPROM芯片10、 RJ45接口11、USB接口12、RS232接口13、LED數碼管14、LED 指示燈15、SD卡16。
脈沖激光源1用于產生激光光源信號,其通過光纖與光分路器2 連接,光分路器2通過光纖與儀器面板上的光纖接口3連接,光纖接口3通過傳感光纖接入探測標的位置處。光分路器2還通過光纖與光濾波器4連接,光濾波器4的輸出端與光電轉換芯片5、模數轉換芯片6、緩沖存儲器7依次連接,緩沖存儲器7的輸出端與嵌入式處理器8連接,嵌入式處理器8與SDRAM芯片9、EEPROM芯片10、 RJ45接口11、USB接口12、RS232接口13、LED數碼管14、LED 指示燈15、SD卡16連接。
本實用新型的工作原理介紹如下:
脈沖激光源1發射高能光脈沖,經光分路器2送達儀器面板正面上方各探測標的對應的FC光纖接口3,高能光脈沖在分布式光纖傳輸中會產生拉曼散射效應,其中在傳感光纖中產生的反斯托克斯拉曼散射信號攜帶了與溫度相關的信息,光濾波器4對該后向光信號進行過濾提取,經光電轉換芯片5后輸出模擬電信號,再經模數轉換芯片 6輸出數字電信號(即實時溫度值),然后進入緩沖存儲器7供嵌入式處理器8調用。嵌入式處理器8一方面按照時序將實時溫度值存儲于外部SD卡16(存滿后自動覆蓋先前數據),另一方面將用戶所選標的實時溫度值輸出給LED數碼管14(若用戶未做選擇則輪流顯示各標的實時溫度),如果實時溫度值低于用戶設定的告警閾值,監控標的FC接口上方的LED指示燈15顯示狀態為綠色常亮,否則LED 指示燈顯示狀態為紅色頻閃。
EEPROM芯片10為控制主程序及I/O驅動程序專用固化存儲器, SDRAM芯片9用于嵌入式處理器8運行中存儲臨時數據。RJ45接口 11、USB接口12、RS232接口13用于聯機或遠程方式的軟件升級及歷史溫度數據備份。儀器正面設有顯示\設置按鈕,用于切換LED數碼管14顯示狀態為實時溫度或用戶設定告警閾值。
本實用新型的一種基于分布式光纖的溫度監控儀,現場部署成本低(僅需在遠端現場分布式部署光纖即可),而且儀器可對多個標的進行實時溫度監控,使用操作方便簡單,具體可應用于以下場景:
(1)無人值守的高壓變電站
(2)地下或架空高壓電纜的在線溫度檢測及過熱報警;
(3)大中型變壓器及其它配電設施的多點溫度檢測與監測;
(4)發電機組的溫度分布測量、故障診斷及過熱報警;
(5)油庫、化學品倉庫等易燃易爆危險場所的溫度監控。
以上所述,僅為本實用新型的具體實施方式,但本實用新型的保護范圍并不局限于此,任何屬于本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此,本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。