[实用新型]数字式APD温度控制装置

说明书

本实用新型涉及分布式光纤测温系统及分布式光纤振动传感系统领域，具体的说是一种用于分布式光纤测温系统及分布式光纤振动传感系统中光电转换的数字式APD温度控制装置，其特征在于设有晶体管直流电源电路、数字电位器、数字式温度传感器、单片机、TEC制冷片、继电器模块，其中数字电位器与晶体管直流电源电路的负反馈端相连接，单片机直接控制数字电位器实现直流电源的输出电源控制；晶体管直流电源电路的输出电压与继电器模块相连接，单片机的控制引脚与继电器模块相连接，继电器模块同时与TEC制冷片的两个输出引脚相连接实现TEC制冷片工作电流方向的控制，本实用新型加工简单且制作成本低，设计结构密封性好，能够有效的保证TEC的制冷或制热效率。

技术领域

本实用新型涉及分布式光纤测温系统及分布式光纤振动传感系统领域，具体的说是一种用于分布式光纤测温系统及分布式光纤振动传感系统中光电转换的数字式APD温度控制装置。

背景技术

分布式光纤测试测温系统是依据光时域反射原理(OTDR)和光纤的背向拉曼散射(RAMAN SCATFORING)温度效应而研制。该系统利用先进的OTDR技术进行定位，同时利用拉曼散射效应实现分布式长距离的温度测量。当光源向光纤注入光脉冲后，会产生背向自发拉曼散射光，其中包括斯托克斯光和反斯托克斯光，但是由于拉曼背向散射光非常弱，不足1个微瓦，对如此微弱信号进行放大时就需要使用APD(光电二极管)实现光信号的放大。

分布式光纤测温系统和分布式光纤振动传感系统是依据光时域反射原理(OTDR)和光纤背向散射效应而研制。其中分布式光纤测温系统采用拉曼散射效应实现长距离温度测量，分布式光纤振动传感系统是采用瑞利散射效应实现长距离振动测量。为了实现较小的空间分辨率进行OTDR定位，激光光源发射几十微秒的脉冲至光纤中，其产生的背向散射光及其微弱，在保证系统带宽和高信噪比的前提下，常规的PIN探测器难以实现，需要使用微弱光电转换的APD(雪崩光电二极管)作为探测器，实现散射信号探测。

由于APD易受到外界温度的影响，当外界温度低时APD的增益会降低，外界温度高时APD增益会增加。传统的方法是采用偏压跟随的方式保证APD增益不变，即通过改变APD的偏压大小补偿温度引起的增益变化。这种方式缺点是需要对APD在各个温度下的保持增益的偏压值进行试验确认，找出偏压大小与各温度下增益的关系，这种方式使用比较复杂且由于偏压大小与各温度下增益不是线性关系，不能完全保证APD在各温度下增益能够保持一致。

发明内容：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能通过TEC、TEC控制电路及APD保温结构实现APD的恒温控制，保证APD在各-10℃～50℃温度环境下增益能够保持一致的数字式APD温度控制装置。

本实用新型通过以下措施达到：

一种数字式APD温度控制装置，其特征在于设有晶体管直流电源电路、数字电位器、数字式温度传感器、单片机、TEC制冷片、继电器模块，其中数字电位器与晶体管直流电源电路的负反馈端相连接，单片机直接控制数字电位器实现直流电源的输出电源控制；晶体管直流电源电路的输出电压与继电器模块相连接，单片机的控制引脚与继电器模块相连接，继电器模块同时与TEC制冷片的两个输出引脚相连接实现TEC制冷片工作电流方向的控制，数字式温度传感器与待测APD相接触，TEC制冷片位于待测APD下方，单片机与数字式温度传感器相连接用以获取APD实际工作环境温度。