分布式光纖溫度傳感器的制造方法
【技術領域】：
[0001] 本實用新型設及溫度傳感器技術領域，具體講是一種可W解決傳統分布式光纖溫 度傳感器常溫測溫精度高，而低溫和高溫測溫精度低的問題，從而獲得在全溫度范圍內高 測溫精度的分布式光纖溫度傳感器。
【背景技術】：
[0002] 1981年英國南安普頓大學率先提出分布式光纖溫度傳感器的概念，1983年由 Hartog等人研制出具體的實驗裝置。1985年英國Dakin在實驗室進行了分布式光纖溫度 傳感器測溫實驗，其中光源是氛離子激光器；同年Hartog和化kin用半導體激光器作為光 源，分別獨立研制出分布式光纖溫度傳感器實驗裝置。此后，分布式光纖溫度傳感器迅速發 展，目前已經廣泛應用于電力行業、煤礦領域、隧道、高速公路及地鐵等方面，成為工業在線 監控的重要手段。
[0003] 當前分布式光纖溫度傳感器在常溫溫度范圍監測時往往具有高測溫精度，測溫精 度高達±rc，目前少數高精度分布式光纖溫度傳感器測溫精度甚至可達±0.5°c。但在 低溫和高溫區域，分布式光纖溫度傳感器測溫精度則迅速降低，高溫300°C測溫精度低至 ±5°C。稠油熱采井下測溫、焦炭塔測溫等高溫區域測溫，溫度高達350°C，當前分布式光纖 溫度傳感器在高溫區域的測溫精度遠遠不能滿足工業生產對溫度監控的需求，急需開發全 溫度范圍高測溫精度分布式光纖溫度傳感器，W滿足工程應用溫度監測需求。 【實用新型內容】：
[0004] 本實用新型要解決的技術問題是，提供一種可W解決傳統分布式光纖溫度傳感器 常溫測溫精度高，而低溫和高溫測溫精度低的問題，從而獲得在全溫度范圍內高測溫精度 的分布式光纖溫度傳感器。
[0005] 本實用新型設及一種分布式光纖溫度傳感器，它包括W下結構：它包括測溫光纖 和解調儀，解調儀包括脈沖激光器、集成型光纖波分復用器、斯托克斯散射光光電轉換放大 模塊、反斯托克斯散射光光電轉換放大模塊、數據采集卡W及計算機，集成型光纖波分復 用器的兩個輸入端口分別與脈沖激光器和測溫光纖連接，集成型光纖波分復用器的兩個輸 出端口分別與斯托克斯散射光光電轉換放大模塊和反斯托克斯散射光光電轉換放大模塊 連接，脈沖激光器、斯托克斯散射光光電轉換放大模塊、反斯托克斯散射光光電轉換放大模 塊W及計算機均與數據采集卡連接。
[0006] 本實用新型的優點是：本實用新型分布式光纖溫度傳感器可W依據拉曼比值與溫 度在不同溫度范圍曲線特點不同的原理，在低溫、常溫和高溫=個溫度段設置不同的溫度 解調算法，從而在全溫度范圍內獲得超高的測溫精度，徹底解決了常溫段測溫精度高、低溫 和高溫段測溫精度迅速降低的問題。
【附圖說明】：
[0007]圖1是本實用新型分布式光纖溫度傳感器的結構示意圖；
[000引圖2是拉曼比值和溫度的關系圖。
【具體實施方式】：
[0009] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型分布式光纖溫度傳感器作進一步說 明：
[0010] 如圖1所示，本實用新型分布式光纖溫度傳感器由測溫光纖6和解調儀組成，解調 儀包括脈沖激光器1、集成型光纖波分復用器2、斯托克斯散射光光電轉換放大模塊3、反斯 托克斯散射光光電轉換放大模塊4、數據采集卡5W及計算機7,集成型光纖波分復用器2 的兩個輸入端口分別與脈沖激光器1和測溫光纖6連接，集成型光纖波分復用器2的兩個 輸出端口分別與斯托克斯散射光光電轉換放大模塊3和反斯托克斯散射光光電轉換放大 模塊4連接，脈沖激光器1、斯托克斯散射光光電轉換放大模塊3、反斯托克斯散射光光電轉 換放大模塊4W及計算機7均與數據采集卡5連接。其中脈沖激光器1發射高速激光脈 沖，集成型光纖波分復用器2負責分光和濾波，測溫光纖6感知和傳輸溫度信息，斯托克斯 散射光光電轉換放大模塊3和反斯托克斯散射光光電轉換放大模塊4進行光電轉換和信號 放大，高速數據采集卡5實時進行信號采集和累加，計算機7進行=解調算法解調和顯示溫 度。
[OCm] 本發明中的脈沖激光器1為高穩定度激光光源，中屯、波長為1550nm，脈沖寬度為 Wns，峰值功率為30. 2W，核屯、器件采用高穩定性的激光器，采用獨特的APC(自動功率控 審IJ)和ATC(自動溫度控制）電路，使得輸出功率和波長穩定度高；采用高穩定和高精度的 MPU(微處理器）系統，調節方便，運行可靠。
[001引本發明中的集成型光纖波分復用器2的類型為1X3拉曼WDM1550nm/1663nm/1450皿，光纖接頭為FC/APC，插入損耗0. 6地，回波損耗60地，隔離度 32地。集成型光纖波分復用器2共有四個端口，1550皿接口（第一端口）和脈沖激光器1 相連，com端口（第二端口）和測溫光纖6相連，1663皿端口（第S端口）和斯托克斯散射 光光電轉換放大模塊3的輸入端相連，1450nm端口（第四端口）和反斯托克斯散射光光電 轉換放大模塊4的輸入端相連。
[0013] 本發明中的斯托克斯散射光光電轉換放大模塊3和反斯托克斯散射光光電轉換 放大模塊4的信號增益2000倍，3化帶寬lOOMHz，輸出電壓幅度正負2. 5v，光電放大模塊含 有高穩定性ATO恒溫控制電路。
[0014] 本發明中高速數據采集卡5的采樣頻率為150M，A/D分辨率為12bit，通道數有2 個。
[0015] 本發明中的測溫光纖6可用標準光通信用G. 652單模光纖、G. 651多模光纖或 62. 5/125多模光纖，測溫光纖長度為300m~50km。測溫光纖既能感知溫度又能傳輸溫度 信息，具備抗電磁干擾、耐腐蝕特性。測溫光纖表面涂敷聚酷亞胺，長期可耐高溫300°C，短 期350°C。若是測量溫度高于350°C，可W選擇表面鍛金光纖，但價格較貴。
[0016] 本發明中的PC機為市場上通用的標準工控機。
[0017] 本實用新型分布式光纖溫度傳感器的技術原理為：高速脈沖激光器1發出高功率 高頻率的激光脈沖注入測溫光纖6中，激光脈沖在測溫光纖6中發生自發拉曼散射。激光 脈沖因自發拉曼散射將產生比入射脈沖激光波長短的反斯托克斯拉曼散射光和比入射脈 沖激光波長長的斯托克斯拉