[发明专利]一种光纤温度监测装置

权利要求书

1.一种光纤温度监测装置，其特征在于：包括第一激光器（1）、第二激光器（2）、第一波分复用器（3）、比值调节模块、数据采集模块（17）、数据处理模块（18），所述第一激光器（1）的输出端连接至第一波分复用器（3）的a输入端，所述第二激光器（2）的输出端连接至第一波分复用器（3）的b输入端，所述第一波分复用器（3）将接收到的第一激光器（1）、第二激光器（2）的激光耦合到同一根光纤中，第一波分复用器（3）的c输出端将耦合的激光输出到比值调节模块的输入端，比值调节模块中设置有基于后向瑞利散射光与后向拉曼散射的反斯托克斯光强度的比值解调和基于拉曼散射的斯托克斯光与反斯托克斯光强度的比值解调共存的比值调节，比值调节模块将耦合的激光经过比值调节后输出至数据采集模块（17）的输入端；

所述数据采集模块（17）以设定的采样率进行数据采集，并将采集到的数据从数据采集模块（17）的输出端输出至数据处理模块（18）；

所述数据处理模块（18）将采集到的数据进行滤波、去噪、幅值解调与相位解调信号处理，并将解调到的外界信号实时显示出来。

2.根据权利要求1所述的一种光纤温度监测装置，其特征在于：所述比值调节模块包括第一光纤耦合器（4）、第二光纤耦合器（5）、声光调制器（6）、信号发生器（7）、半导体光放大器（8）、掺铒光纤放大器（9）、环形器（10）、传感光纤（11）、第二波分复用器（12）、第一雪崩光电二极管（13）、第二雪崩光电二极管（14）、光电探测器（15）、平衡光电探测器（16），具体光路结构为：

所述第一波分复用器（3）的c输出端连接至第一光纤耦合器（4）的a输入端；所述第一光纤耦合器（4）的b输出端连接至第二光纤耦合器（5）的a输入端，第一光纤耦合器（4）的c输出端连接至声光调制器（6）的输入端；

所述声光调制器（6）的输出端连接至半导体光放大器（8）的a输入端；所述信号发生器（7）的输出端连接至半导体光放大器（8）的b输入端；所述半导体光放大器（8）的c输出端连接至掺铒光纤放大器（9）的输入端；所述掺铒光纤放大器（9）的输出端连接至环形器（10）的a输入端；

所述环形器（10）的b输出端连接至传感光纤（11）的输入端，环形器（10）的c输出端连接至第二波分复用器（12）的a输入端；所述第二波分复用器（12）的b输出端连接至第二光纤耦合器（5）的b输入端，第二波分复用器（12）的c输出端连接至第一雪崩光电二极管（13）的输入端，第二波分复用器（12）的d输出端连接至第二雪崩光电二极管（14）的输入端，第二波分复用器（12）的e输出端连接至光电探测器（15）的输入端；

所述第二光纤耦合器（5）的c输出端连接至平衡光电探测器（16）的a输入端，第二光纤耦合器（5）的d输出端连接至平衡光电探测器（16）的b输入端；

所述平衡光电探测器（16）的c输出端连接至数据采集模块（17）的a输入端；所述第一雪崩光电二极管（13）的输出端连接至数据采集模块（17）的b输入端；所述第二雪崩光电二极管（14）的输出端连接至数据采集模块（17）的c输入端；所述光电探测器（15）的输出端连接至数据采集模块（17）的d输入端。

3.根据权利要求2所述的一种光纤温度监测装置，其特征在于：所述第一激光器（1）具体采用1550nm激光器，发出中心波长为1550nm的连续窄线宽激光进入第一波分复用器（3）的a输入端；

所述第二激光器（2）具体采用1310nm激光器，发出中心波长为1310nm的脉冲光进入第一波分复用器（3）的b输入端。

4.根据权利要求3所述的一种光纤温度监测装置，其特征在于：所述数据处理模块（18）内部设置有对光纤断点进行检测的模块，具体采用OTDR故障检测与相干探测振动检测进行断点检测，所述数据处理模块（18）对采集到的1310nm波长的信号进行解调处理，通过反馈回来的菲涅尔反射峰找到断点的初步位置；

若检测到断点，在该位置附近对传感光纤施加振动影响，数据处理模块（18）将从平衡光电探测器（16）采集到的数据根据不同的脉冲宽度分为两组，在时域内进行差分运算，根据断点前后还原的振动信号幅值具有较大差异进一步找到更准确的断点位置，从而对破损处的光纤进行修复。

5.根据权利要求2所述的一种光纤温度监测装置，其特征在于：所述第一光纤耦合器（4）将激光分为1%和99%两部分，第一光纤耦合器（4）的b输出端输出1%的探测光至第二光纤耦合器（5）的a输入端，第一光纤耦合器（4）的c输出端输出99%的探测光至声光调制器（6）的输入端。