一種分布式光纖溫度報警器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于分布式溫度傳感器技術領域，具體涉及一種基于光纖徑向折射率 差變化的分布式光纖溫度報警器。
【背景技術】
[0002] 光纖溫度傳感器是上世紀70年代發(fā)展起來的一門新型的測溫技術，利用光信號 傳遞信息，具有絕緣、抗電磁干擾、耐高壓電等優(yōu)勢特征，被廣泛應用于交通、電力、煤礦、石 化等行業(yè)，對保證工業(yè)設備正常運行，保障生命和財產安全起著重要作用。
[0003] 現有的光纖傳感器通常是基于拉曼散射效應及光時域反射計（OTDR)技術實現， 其基本原理是：拉曼光譜對溫度是敏感的，傳感器通過分析后向散射光的拉曼散射信號，在 經過光電轉換和信號放大處理后進行數據采集及運算，最終得出溫度數據。
[0004] 但是現有的拉曼型分布光纖溫度傳感器存在一個弱點，即后向拉曼散射光的信號 較弱，此信號與瑞利后向散射信號比較還要弱20_30dB，限制了測量的長度和精度，同時拉 曼型光纖溫度傳感器還存在空間分辨率低的問題，有待于進一步的解決。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是解決上述問題，提供一種測量精度高范圍廣且可實現多點連 續(xù)測量的基于光纖徑向折射率差變化的分布式光纖溫度報警器。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種分布式光纖溫度報警器，包 括第一光源、第二光源、偏振分束器、環(huán)形器、感溫光纖、波分復用器、光電探測器、信號采集 模塊、通信模塊以及數據處理報警模塊，所述第一光源和第二光源輸出的信號光經偏振分 束器耦合，輸出至環(huán)形器一端口，再經環(huán)形器二端口注入感溫光纖，環(huán)形器接收感溫光纖的 瑞利散射光，并由其三端口輸入波分復用器進行信號分離，再依次進入光電探測器、信號采 集模塊、通信模塊以及數據處理報警模塊，所述信號采集模塊用于采集信號，所述通信模塊 用于將信號采集模塊采集的信號傳輸至數據處理報警模塊，數據處理報警模塊用于對信號 的處理及報警。
[0007] 優(yōu)選地，所述偏振分束器的兩個入射端為偏振方向相互垂直的保偏光纖，輸出端 為普通單模光纖。
[0008] 優(yōu)選地，所述波分復用器的輸出波長分別與第一光源和第二光源的輸出波長一 致。
[0009] 優(yōu)選地，所述信號采集模塊為采集卡。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一光源和第二光源為輸出波長相差〇. 4nm其它參數均一致的可調 式脈沖光源。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一光源和第二光源輸出脈寬度均為200ns，平均輸出功率 為_6dBm，工作波長分別為1550nm和1550. 4nm。
[0012] 優(yōu)選地，感溫光纖的長度為20km。
[0013] 本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的分布式光纖溫度報警器，利用徑向 折射率差的變化來獲得傳感區(qū)域溫度信息，系統(tǒng)的測量精度與分辨率都有效得到保證與提 尚；
[0014] 本實用新型利用感溫光纖既可以做傳感介質又可以做傳輸介質的特性，實現沿光 纖分布溫度場的長距離分布式測量，測試用光纖即感溫光纖的跨距可達幾十千米，實現更 長長距離分布式溫度監(jiān)測，測試范圍廣；光纖數據傳輸及讀取速度快，在有效測量范圍內， 傳感分辨率測量精度最優(yōu)化，通過通信模塊與數據處理報警模塊的通信，進行遠程控制，實 現實時監(jiān)測。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型分布式光纖溫度報警器系統(tǒng)結構示意圖；
[0016] 圖2是本實用新型感溫光纖橫截面溫度變化原理示意圖；
[0017] 圖3是本實用新型溫度沿光纖長度分布的信號報警示意圖。
[0018] 附圖標記說明：1、第一光源；2、第二光源；3、偏振分束器；4、環(huán)形器；5、感溫光纖； 6、波分復用器；7、光電探測器；8、信號采集模塊；9、通信模塊；10、數據處理報警模塊；11、 感溫光纖纖芯；12、光纖涂覆層；13、熱源；14、熱力波。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明：
[0020] 如圖1-3所示，分布式光纖溫度報警器的系統(tǒng)結構示意圖，本實用新型的一種分 布式光纖溫度報警器，包括第一光源1、第二光源2、偏振分束器3、環(huán)形器4、感溫光纖5、波 分復用器6、光電探測器7、信號采集模塊8、通信模塊9以及數據處理報警模塊10。信號采 集模塊8用于采集信號，通信模塊9用于實現信號采集模塊8和數據處理報警模塊10之間 的通信，數據處理報警模塊10用于對信號的處理及報警。
[0021] 上述元部件的連接關系如下：第一光源1和第二光源2的輸出端分別與偏振分束 器3的兩個輸入端口相連接，偏振分束器3的輸出端與環(huán)形器4的一端口連接，環(huán)形器4的 二端口與感溫光纖5連接，環(huán)形器4的三端口與波分復用器6的輸入端連接，波分復用器6 的兩個輸出端口與光電探測器7的輸入端相連接，光電探測器7的輸出端與信號米集模塊 8的輸入端連接，信號采集模塊8的輸出端與通信模塊9相連，通信模塊9與數據處理報警 模塊10連接。
[0022] 基于上述的構成要件及連接關系，本實用新型的光路構成是：第一光源1和第二 光源2輸出信號光，信號光經偏振分束器3親合，輸出至環(huán)形器4的一端口，再經環(huán)形器4 的二端口注入感溫光纖5。當信號光進入感溫光纖5后，感溫光纖5中產生瑞利散射光，環(huán) 形器4接收此瑞利散射光，并從其三端口輸入至波分復用器6。波分復用器6對瑞利散射 中特定的信號光進行分離后輸出至光電探測器7,光電探測器7將探測到的接入信號采集 模塊8,信號采集模塊8對信號進行采集，再通過通信模塊9將信號傳輸至數據處理報警模 塊10,數據處理報警模塊10對信號進行處理分析，當解析出的溫度高于預設溫度時，實現 報警功能。
[0023] 本實用新型的原理是，由于光纖徑向x軸與y軸偏振方向上傳輸波長不同，所以x 軸與y軸折射率從，、久。分別表示為：
[0024]久=/(￡；)) (1)
[0025] J3r=/(f0)+A^l(2)
[0026] 其中，e^為感溫光纖5的介電常數，A0 ^為感溫光纖5x軸與y軸的折射率差， 可以表示為：
[0027] A0〇= 0x0y (3)
[0028] 0X、分別是x軸與y軸折射率關于溫度變化的函數。當光纖某點處的溫度發(fā) 生變化時，由于兩個方向上受熱不均勻，x軸與y軸折射率將發(fā)生不同程度的改變。光纖徑 向x軸與y軸方向上折射率與溫度的關系如下所示：
[0029] 0X=fdi) (4)
[0030] 0y=g(T2)+C (5)
[0031]其中，I\^T2。