[实用新型]一种光纤温度传感器

说明书

本实用新型公开了一种光纤温度传感器，其特征是，包括由光纤连接网路单元连接的光纤时延测量单元和光纤传感头单元，所述光纤连接网路单元包括传输光纤和由传输光纤串联连接的N个1x2光分路器，每个1x2光分路器连接一个光纤传感头单元；所述光纤时延测量单元包括控制单元和与控制单元连接的时间数字转换电路、限幅比较放大器和光发射机，光发射机通过光环行器连接光接收机，光接收机与限幅比较放大器连接，光环行器还与光纤连接网路单元连接；所述光纤传感头单元包括传感光纤和与传感光纤两端分别连接的双端光反射器及单端光反射器，双端光反射器与光纤连接网路单元连接。这种光纤温度传感器成本低、实用性好。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术，具体是一种光纤温度传感器。

背景技术

目前光纤温度传感器主要有基于光纤光栅的方案、基于拉曼散射原理的R-OTDR方案、基于布里渊散射原理的B-OTDR或B-OTDA方案、基于F-P干涉仪的方案。

目前的光纤温度传感器优势很突出，但现有光纤温度传感器的成本劣势也很突出，特别是点状分布的温度传感器，对现有温度电传感器，其温度敏感器和解调电路的成本均很低，现有光纤温度传感器的成本高，主要因素不在于光纤的成本，而在于解调器的成本。成本因素严重制约了光纤传感器的推广和应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种光纤温度传感器。这种光纤温度传感器成本低、实用性好。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种光纤温度传感器，包括由光纤连接网路单元连接的光纤时延测量单元和光纤传感头单元，

所述光纤连接网路单元用于传输和分配光信号包括传输光纤和由传输光纤串联连接的N个1x2光分路器，其中N值范围为：1 -30，每个1x2光分路器连接一个光纤传感头单元；

所述光纤时延测量单元包括控制单元和与控制单元连接的时间数字转换电路、限幅比较放大器和光发射机，光发射机通过光环行器连接光接收机，光接收机与限幅比较放大器连接，光环行器还与光纤连接网路单元连接；

所述光纤传感头单元用于传感被测物体的温度包括传感光纤和与传感光纤两端分别连接的双端光反射器及单端光反射器，双端光反射器与光纤连接网路单元连接。

所述1x2光分路器的主路和支路的分光比范围为：1:99 -20:80。

所述光发射机光源波长范围在1260nm-1700nm之间。

当光发射机光源波长为1450nm-1700nm时，光源为带自动温度控制电路的DFB-LD类型的光源，自动温度控制电路由DFB-LD组件中的热敏元件、半导体制冷器和运算放大器组成的通用温度负反馈电路构成，或者由DFB-LD组件中的热敏元件、半导体制冷器及商用的温度控制集成电路器件构成，光源波长稳定在±0.5nm以内，不影响光纤时延测量精度。

所述传输光纤为普通单模光纤。

所述传感光纤为普通的通信用单模光纤，其长度值为：10 m -1000 m。

所述双端光反射器和单端光反射器的反射值均为：0dB - - 30dB。

所述光纤传感头单元被封装固定在壳体内。

本技术方案的技术依据是光纤的热光效应原理和物体的线膨胀效应原理：光信号在传感光纤中传输所需时间T = ( n * L) / C ，其中n为传感光纤的有效折射率，L为传感光纤的长度，C为真空中光速。

光纤的热光效应是指以二氧化硅为原料的光纤在用于传输光信号过程中，光纤的折射率是随温度的变化而发生变化的，即：光纤的折射率n是温度T的函数。光纤的热光效应系数为7x10-6/℃左右；在仅考虑光纤热光效应的情况下，光纤时延系数大约为35ps/km/℃。