[实用新型]一种基于共振技术的光信号检测处理系统有效

专利信息
申请号: 201420350981.8 申请日: 2014-06-26
公开(公告)号: CN203929276U 公开(公告)日: 2014-11-05
发明(设计)人: 孟庆坤 申请(专利权)人: 天津伽利联科技有限公司
主分类号: G01K11/32 分类号: G01K11/32
代理公司: 天津滨海科纬知识产权代理有限公司 12211 代理人: 李震勇
地址: 300384 天津市滨海新区高新区华苑产*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 共振 技术 信号 检测 处理 系统
【说明书】:

技术领域

本实用新型属于光信号检测处理领域,尤其是涉及一种用于分布式光纤测温的光信号检测处理系统。

背景技术

光信号在光纤中的传播过程中,光纤的每一点都会产生反射,反射中有一小部分的反射光,其方向正好与入射光的方向相反(亦可称为后向),这种后向反射光称为拉曼反射光,其光强度与光纤中的反射点的温度有一定的相关关系。利用这个现象,若能测出后向拉漫反射光的强度,就可以计算出反射点的温度,这就是利用拉漫反射光进行分布式光纤测温的基本原理。

在光信号检测领域,通常都是将光信号转换为电信号处理。但在这个过程中,采用光电二极管将光转换为相应的光电流,由于光信号非常微弱,导致光电流也非常小(nA级别),对信号检测的器件和检测原理的要求非常的苛刻,给信号检测增加了难度。

另外,在光电检测中,噪声来源有多种,光在光纤传输中,由于存在多种散射,进而存在多种波长的光同在光纤中传输,到达光电二极管后都能够产生大小不等的光电流,给后续的测量产生了较大的误差;在信号放大和进行转换过程中,由于器件的失调电压等因素的影响,加之器件本身的噪声,都会给测量精度产生影响。

传统的光信号检测原理是:采用高精密前置放大器将信号放大,再采用滤波技术将有用信号分离出来,然后再将有用信号再次放大,得到能够被处理器或其他器件能够识别的电信号进行处理。但在检测过程中存在诸多影响测量精度的因素,例如放大器失调电压的影响,要求输入的光电流必须大于一定值才能被有效放大。而且,在采用拉曼散射原理的分布式光纤测温应用中,由于产生拉曼散射的光强很弱,容易被其他散射信号淹没,给测量增加了难度,由于光信号本身的问题,测温的精度也大打折扣。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种分布式光纤测温过程中的光信号检测处理系统,通过滤光技术将拉曼反射光从多种反射光及噪声中分离出来,并通过共振技术增强拉曼反射光的光强,从而提高分布式光纤测温的灵敏度。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种基于共振技术的光信号检测处理系统,包括用于产生共振光信号和测试光信号的共振模块、用于将拉曼反射光从噪声中分离出来的滤光模块、用于进行光信号共振的光纤合路器、用于获取定标温度的定标光纤和用于传输增强后拉曼反射光的WDM器件;所述共振模块的测试光信号输出端和所述滤光模块的输入端分别连接所述定标光纤,所述共振模块的共振光信号输出端和所述滤光模块的输出端合并于所述光纤合路器中,所述光纤合路器的输出端连接所述WDM器件。

其中,所述共振模块,包括激光器、波分复用器和传导光纤,激光器通过传导光纤连接波分复用器,波分复用器的一个输出端口连接定标光纤,波分复用器的另两个输出端口连接至光纤合路器。

进一步,所述激光器采用1550nm超窄线宽激光光源,波分复用器(12)采用拉曼1*3WDM分光器,型号MC1X3WDM-1550-MM-2-2-1;所述激光器发射波长为1550nm的光信号,经过波分复用器分成三束波长分别为:1450nm、1550nm和1663nm的光信号。

其中,滤光模块,包括光纤分路器和两个分别能透射斯托克斯光和反斯托克斯光的透光光栅,所述光纤分路器的输入端口连接定标光纤,所述光纤分路器的两个输出端口分别连接两个透光光栅。

进一步,所述光纤分路器采用路数可选的能量光纤分路器,两个透光光栅分别能透射波长为1450nm和1663nm的光信号。

本实用新型具有的优点和积极效果是:将共振原理应用于分布式光纤测温中,通过滤光模块将反射光中的拉曼反射光分离出来,并通过共振光信号与拉曼反射光进行共振,从而可增强拉曼反射光的光强,本实用新型不仅可有效的提高光信号的质量,降低噪声的干扰,还可利用增强的拉曼反射光获得更高的检测灵敏度,不必采用高精密器件做信号处理,降低了检测成本。

附图说明

图1是现有的分布式光纤测温系统的传感过程框图

图2本实用新型的原理框图

图3是本实用新型中共振模块的原理框图

图4是本实用新型中滤光模块的原理框图

图中:1-共振模块,11-激光器,12-波分复用器,13-传导光纤,2-滤光模块,21-光纤分路器,22-透光光栅,3-光纤合路器,4-定标光纤,5-WDM器件

具体实施方式

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