專利名稱：雙通道光纖溫度解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及解調(diào)器，特別涉及一種雙通道光纖溫度解調(diào)器。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外發(fā)展中的光纖傳感器技術(shù)有以下幾個(gè)動(dòng)向1)對(duì)光纖傳感的理論和技術(shù)繼續(xù)進(jìn)行深入化、系統(tǒng)化的研究，并以此為基礎(chǔ)，解決 一些光纖傳感器在應(yīng)用中所出現(xiàn)的難以解決的實(shí)際問題，促進(jìn)光纖傳感器的發(fā)展。2)進(jìn)一步研究一些光纖傳感器的原理，改善現(xiàn)有傳感器的性能。3)研究光纖分布式傳感系統(tǒng)和可以同時(shí)測量多個(gè)參數(shù)的光纖傳感器，對(duì)測量對(duì)象 進(jìn)行多點(diǎn)，多層次的實(shí)時(shí)控制。4)加強(qiáng)對(duì)具有更高可靠性和穩(wěn)定性的光纖、光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)采集等基礎(chǔ)元器件和 單元的研究。針對(duì)現(xiàn)有分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中的單通道解調(diào)器，其缺陷是只能解調(diào)一路光 纖溫度信號(hào)，對(duì)于現(xiàn)代大型分布式系統(tǒng)而言，單通道解調(diào)器會(huì)造成系統(tǒng)龐大，費(fèi)用升高。研 發(fā)經(jīng)濟(jì)適用、成本低的多通道光纖溫度解調(diào)器，是一個(gè)嶄新課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種適用于大型光纖測溫系統(tǒng)，可避免 系統(tǒng)的龐大和復(fù)雜，大大降低成本，經(jīng)濟(jì)適用的雙通道光纖溫度解調(diào)器。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的雙通道光纖溫度解調(diào)器，包括由光纖溫度傳 感器輸出的光信號(hào)和APD管，還包括依次相連的光信號(hào)探測電路、單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸 出電路和串口通訊電路，所述光信號(hào)探測電路設(shè)有雙通道，所述光信號(hào)由所述APD管轉(zhuǎn)換 后經(jīng)所述光信號(hào)探測電路送入所述單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路，所述單片機(jī)信號(hào)采樣處 理輸出電路輸出工業(yè)4-20mA電信號(hào)，并通過所述串口通訊電路與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器，其中所述單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路由型 號(hào)為C8051F120的芯片構(gòu)成，所述信號(hào)采樣處理輸出電路設(shè)有擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路，所述擴(kuò)展 存儲(chǔ)器電路采用4片64K型號(hào)為圓6觀64的存儲(chǔ)器芯片作為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器，其中所述光信號(hào)探測電路包括對(duì)數(shù)放大器電 路和相連的高速A/D轉(zhuǎn)換電路，所述對(duì)數(shù)放大器電路由型號(hào)為AD8304的芯片構(gòu)成，所述高 速A/D轉(zhuǎn)換電路由型號(hào)為LTC1415的芯片構(gòu)成。本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器，其中所述串口通訊電路采用型號(hào)為MAX232 芯片構(gòu)成，通訊采用RS-232接口。本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器，其中所述APD管安置于外殼接地的金屬盒 中。本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于由于設(shè)置了光信號(hào)探 測電路、單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路和串口通訊電路，可同時(shí)解調(diào)兩路光纖溫度信號(hào)，適用于大型光纖測溫系統(tǒng)，不但避免了系統(tǒng)的龐大和復(fù)雜，還大大降低了成 本。下面將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器的方框圖；圖2為光信號(hào)探測電路的原理圖；圖3為單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路的原理圖；圖4為擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路的原理圖；圖5為通訊串口電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器，包括由光纖溫度傳感器輸出的光信 號(hào)和APD管，以及依次相連的光信號(hào)探測電路、單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器 電路和串口通訊電路。光信號(hào)探測電路設(shè)為雙通道，光信號(hào)由APD管轉(zhuǎn)換后經(jīng)光信號(hào)探測 電路送入單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路，單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路輸出4-20mA的標(biāo) 準(zhǔn)測量電信號(hào)，并通過串口通訊電路與其他控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。參照?qǐng)D3和圖4，單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路由型號(hào)為C8051F120的芯片構(gòu)成， 擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路設(shè)有4片64K型號(hào)為圓6觀64的存儲(chǔ)器芯片，作為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。參照?qǐng)D2，光信號(hào)探測電路包括對(duì)數(shù)放大器電路和相連的高速A/D轉(zhuǎn)換電路，對(duì)數(shù) 放大器電路由型號(hào)為AD8304的芯片構(gòu)成，高速A/D轉(zhuǎn)換電路由型號(hào)為LTC1415的芯片構(gòu) 成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵是采樣間隔和采樣精度及分辨率。流水線型A/D可提供12 16位分辨率。流水線型A/D由數(shù)個(gè)連續(xù)的級(jí)組成，每一級(jí)都包括一個(gè)跟蹤/保持電路、一個(gè) 低分辨率A/D和D/A以及包含一個(gè)用于提供增益的級(jí)間放大器的加法電路。流水線型A/D 的優(yōu)點(diǎn)在于功耗低，取樣速率能達(dá)到100 300Msps。本實(shí)用新型采用16位流水線型A/D， 設(shè)定分辨率位InW，其線性響應(yīng)可以提供高達(dá)48dB的動(dòng)態(tài)范圍。配合對(duì)數(shù)放大器，可以將動(dòng) 態(tài)范圍提高到60dB。由于光纖溫度傳感器的可調(diào)諧濾波器的線寬很窄，因此，光探測器實(shí)際 探測的功率并不大，很難超過10 μ W。因此，仍然工作于放大器的線性區(qū)間，不會(huì)對(duì)檢測的分 辨率造成很大的影響，而大的動(dòng)態(tài)范圍可以有效的提高系統(tǒng)的適應(yīng)性。為了獲取光譜的寬動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)，采用AD8304高精度光器件對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)兩路 采樣信號(hào)進(jìn)行放大，直接對(duì)APD管輸出信號(hào)進(jìn)行處理，然后連接到單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸 出電路的AD端口。其指標(biāo)為l、160dB范圍對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換；2、信號(hào)調(diào)理在1ρΑ 0. ImA ；3,10 倍頻范圍200mV ；4、最大電壓(對(duì)數(shù))輸出4. 0V。為了進(jìn)一步屏蔽外部干擾，把APD管安置于外殼接地的金屬盒中，受外界信號(hào)影 響達(dá)到了最小，大大提高了系統(tǒng)的整體精度。經(jīng)過單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路處理，得到所需的工業(yè)4_20mA電流信號(hào)輸出。 為便于與其他智能系統(tǒng)連接使用，通訊采用RS-232接口。通過該接口可以將本實(shí)用新型光纖溫度解調(diào)器與其他智能設(shè)備或者計(jì)算機(jī)連接起來。參照?qǐng)D5，串口通訊電路采用型號(hào)為 MAX232芯片構(gòu)成，選用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)RS232C與TTL電平轉(zhuǎn)換，該芯片內(nèi)部有電壓倍增電 路和轉(zhuǎn)換電路，只需+5V電源便可實(shí)現(xiàn)RS232C與TTL電平轉(zhuǎn)換，使用十分方便。本實(shí)用新 型提供的串口的通訊格式為9600波特率，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶效驗(yàn)位。串口的 電氣特性RS-232C標(biāo)準(zhǔn)定義-15V -3V表示邏輯“1”，+3V +15V表示邏輯“0”。本實(shí)用新型雙通道光纖溫度解調(diào)器的電源分別設(shè)有5. 0V、3. 3V和-5V電壓輸出。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí) 用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案前提下，本領(lǐng)域中普通工程 技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種雙通道光纖溫度解調(diào)器，包括由光纖溫度傳感器輸出的光信號(hào)和APD管，其特 征在于還包括依次相連的光信號(hào)探測電路、單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路和串口通訊電 路，所述光信號(hào)探測電路設(shè)有雙通道，所述光信號(hào)由所述APD管轉(zhuǎn)換后經(jīng)所述光信號(hào)探測 電路送入所述單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路，所述單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路輸出工業(yè) 4-20mA電信號(hào)，并通過所述串口通訊電路與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道光纖溫度解調(diào)器，其特征在于其中所述單片機(jī)信號(hào) 采樣處理輸出電路由型號(hào)為C8051F120的芯片構(gòu)成，所述信號(hào)采樣處理輸出電路設(shè)有擴(kuò)展 存儲(chǔ)器電路，所述擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路采用4片64K型號(hào)為圓6觀64的存儲(chǔ)器芯片作為程序存 儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙通道光纖溫度解調(diào)器，其特征在于其中所述光信號(hào) 探測電路包括對(duì)數(shù)放大器電路和相連的高速A/D轉(zhuǎn)換電路，所述對(duì)數(shù)放大器電路由型號(hào)為 AD8304的芯片構(gòu)成，所述高速A/D轉(zhuǎn)換電路由型號(hào)為LTC1415的芯片構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙通道光纖溫度解調(diào)器，其特征在于其中所述串口通訊電 路采用型號(hào)為MAX232芯片構(gòu)成，通訊采用RS-232接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙通道光纖溫度解調(diào)器，其特征在于其中所述APD管安置 于外殼接地的金屬盒中。
專利摘要本實(shí)用新型提供的雙通道光纖溫度解調(diào)器，包括由光纖溫度傳感器輸出的光信號(hào)和APD管，還包括依次相連的光信號(hào)探測電路、單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路和串口通訊電路，光信號(hào)探測電路包括對(duì)數(shù)放大器電路和相連的高速A/D轉(zhuǎn)換電路。光信號(hào)探測電路設(shè)有雙通道，光信號(hào)由APD管轉(zhuǎn)換后經(jīng)光信號(hào)探測電路送入單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路，單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路輸出工業(yè)4-20mA電信號(hào)，并通過串口通訊電路與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。其優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于由于設(shè)置了光信號(hào)探測電路、單片機(jī)信號(hào)采樣處理輸出電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路和串口通訊電路，可同時(shí)解調(diào)兩路光纖溫度信號(hào)，適用于大型光纖測溫系統(tǒng)，不但避免了系統(tǒng)的龐大和復(fù)雜，還大大降低了成本。
文檔編號(hào)G01K11/32GK201926526SQ20112001815
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者何瑾, 吳宏偉 申請(qǐng)人:安徽省紫光照明科技有限公司