光纤温度信号自动增益装置及光纤温度解调仪制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光纤温度信号自动增益装置及光纤温度解调仪，该装置包括依次连接的激光器、参考环及信号处理模块；激光器用于向光纤发射激光信号；参考环与激光器连接，用于接收从光纤返回的反射激光信号；信号处理模块与参考环连接，用于确定反射激光信号中的斯托克斯信号对应的第一电流幅值及反斯托克斯信号对应的第二电流幅值，并计算第一电流幅值与第二电流幅值之间的差值，根据差值不断调整相应的光电参数直至差值满足预定条件。本发明专利技术的技术方案消除拉曼散射光子信号中斯托克斯信号与反斯托克斯信号之间的差异，为精确测温提供准确的基础数据，实现增益自动调节，使不同的光纤接入都能获得最优的测量参数。

Optical Fiber Temperature Signal Automatic Gain Device and Optical Fiber Temperature Demodulator

The invention discloses an automatic gain device of optical fiber temperature signal and an optical fiber temperature demodulator, which comprises a laser, a reference ring and a signal processing module connected in turn; a laser is used to transmit laser signals to the optical fiber; a reference ring is connected with a laser to receive reflected laser signals returned from the optical fiber; and a signal processing module is connected with a reference ring to determine the reflection excitation. The first current amplitude corresponding to Stokes signal and the second current amplitude corresponding to anti-Stokes signal in optical signal are calculated, and the difference between the first current amplitude and the second current amplitude is calculated. The corresponding optoelectronic parameters are adjusted continuously according to the difference until the difference meets the predetermined conditions. The technical scheme of the invention eliminates the difference between Stokes signal and anti-Stokes signal in Raman scattering photon signal, provides accurate basic data for accurate temperature measurement, realizes automatic gain adjustment, and enables different optical fiber access to obtain optimal measurement parameters.

【技术实现步骤摘要】
光纤温度信号自动增益装置及光纤温度解调仪
本专利技术涉及光纤测温系统
，具体而言，涉及一种光纤温度信号自动增益装置及光纤温度解调仪。
技术介绍
在现有的基于拉曼散射效应的光纤测温系统中，由于斯托克斯信号和反斯托克斯信号中包含有对温度敏感的频率成分，因此，对于光纤测温系统而言，斯托克斯信号和反斯托克斯信号的准确与否与计算的温度的精确程密切相关。对光纤反射回的反射激光信号的解调过程中，仅仅考虑到了光纤材料对光的衰减、微弯引入的衰减、注入光脉冲功率的变化及温度测量仪器对光信号响应的差异等问题造成的温度信息测量误差，未考虑到斯托克斯信号和反斯托克斯信号之间的偏差对温度值计算造成的影响。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例的目的在于提供一种光纤温度信号自动增益装置及光纤温度解调仪，以解决现有技术的不足。根据本专利技术的一个实施方式，提供一种光纤温度信号自动增益装置，包括依次连接的激光器、参考环及信号处理模块；所述激光器用于向光纤发射激光信号；所述参考环与所述激光器连接，用于接收从所述光纤返回的反射激光信号并将所述反射激光信号发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述参考环连接，用于确定所述反射激光信号中的斯托克斯信号对应的第一电流幅值及反斯托克斯信号对应的第二电流幅值，并计算所述第一电流幅值与所述第二电流幅值之间的差值，根据所述差值不断调整相应的光电参数直至所述差值满足预定条件。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，还包括与所述激光器连接的信号调制模块，所述信号调制模块包括功率控制单元、波长控制单元及同步脉冲单元；所述功率控制单元用于控制所述激光信号的功率，所述波长控制单元用于控制所述激光信号的波长，所述同步脉冲单元用于控制所述激光信号以同步脉冲方式收发，以使所述激光器发射出信号参数满足预设条件的激光信号。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，还包括信号放大模块：所述信号放大模块连接在所述参考环与所述信号处理模块之间，用于将所述反射激光信号进行放大处理后发送到所述信号处理模块。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，所述信号处理模块分别将所述斯托克斯信号及所述反斯托克斯信号进行光电转换得到相应电信号，将所述斯托克斯信号对应的电信号在预定区域的幅值作为第一电流幅值，及将所述反斯托克斯信号对应的电信号在所述预定区域的幅值作为第二电流幅值。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，所述光电参数包括光电转换过程中的偏置电压；所述信号处理模块根据所述差值调整所述偏置电压直至调整后得到的第一电流幅值与所述第二电流幅值之间的差值满足所述预定条件。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，所述光电参数包括采集所述斯托克斯信号及所述反斯托克斯信号的器件的温度值；所述信号处理模块根据所述差值调整所述温度值直至调整后得到的第一电流幅值与所述第二电流幅值之间的差值满足所述预定条件。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，所述信号处理模块还根据所述反射激光信号识别出所述斯托克斯信号及所述反斯托克斯信号。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，还包括波分复用模块：所述波分复用模块连接在所述参考环和所述激光器之间，并与与所述信号放大模块连接；所述激光器将所述激光信号依次通过所述波分复用模块及所述参考环发射至对应光纤；所述参考环将接收到的所述反射激光信号发送到所述波分复用模块；所述波分复用模块用于在接收到的所述反射激光信号中识别出所述斯托克斯信号及所述反斯托克斯信号，并将所述斯托克斯信号及所述反斯托克斯信号发送到所述信号放大模块。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，还包括与所述参考环连接的光开关，所述光开关连接有预定数量的光纤；所述光开关用于切换所述参考环与光纤的连接状态，以将所述参考环发送的所述激光信号发射至对应的光纤。在上述的光纤温度信号自动增益装置中，所述预定条件包括所述差值小于预设的幅度阈值。根据本专利技术的又一个实施方式，提供一种光纤温度解调仪，所述光纤温度解调仪包括有上述的光纤温度信号自动增益装置。本公开的实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果：本专利技术中一种光纤温度信号自动增益装置及光纤温度解调仪，在基于拉曼散射效应的测温系统中，消除拉曼散射光子信号中斯托克斯信号与反斯托克斯信号之间的差异，为精确测温提供准确的测量参数，实现斯托克斯信号和反斯托克斯信号对应限流信号中增益的自动调节，使不同的光纤接入都能获得最优的测量参数，提高后续温度值计算的精确程度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种光纤温度信号自动增益装置的结构示意图。图2示出了本专利技术第一实施例提供的一种反射激光信号的波形示意图。图3示出了本专利技术第一实施例提供的一种调整后的第一电流信号和第二电流信号的波形示意图。图4示出了本专利技术第二实施例提供的一种光纤温度信号自动增益装置的结构示意图。图5示出了本专利技术第三实施例提供的一种光纤温度信号自动增益装置的结构示意图。图6示出了本专利技术第三实施例提供的另一种光纤温度信号自动增益装置的结构示意图。主要元件符号说明：10-光纤温度信号自动增益装置；100-激光器；200-参考环；300-信号处理模块；400-信号调制模块；410-功率控制单元；420-波长控制单元；430-同步脉冲单元；500-信号放大模块；600-波分复用模块；700-光开关。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种光纤温度信号自动增益装置的结构示意图。该光纤温度信号自动增益装置10包括激光器100、参考环200及信号处理模块300。所述激光器100、所述参考环200及所述信号处理模块300依次连接。所述激光器100用于向光纤发射激光信号。具体地，所述激光器100发射出激光信号，该激光信号入射至需要测量温度的光纤中。所述参考环200与所述激光器连接，用于接收从所述光纤返回的反射激光信号，并将所述反射激光信号发送到所述信号处理模块300。具体地，所述激光信号在光纤内传播时，有一部分激光信号在所述光纤中被反射回来，另外由于光纤中存在折射率的微观不均匀性，入射的激光信号在所述光纤内会发生散射。从光纤中反射回的反射激光信号中还包括反射回的发生散射的光信号。该反射激光信号经过参考环200传递到激光器100中的接收器件中。由于光纤中的散射包括瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射。因此，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤温度信号自动增益装置，其特征在于，包括依次连接的激光器、参考环及信号处理模块；所述激光器用于向光纤发射激光信号；所述参考环与所述激光器连接，用于接收从所述光纤返回的反射激光信号并将所述反射激光信号发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述参考环连接，用于确定所述反射激光信号中的斯托克斯信号对应的第一电流幅值及反斯托克斯信号对应的第二电流幅值，并计算所述第一电流幅值与所述第二电流幅值之间的差值，根据所述差值不断调整相应的光电参数直至所述差值满足预定条件。

【技术特征摘要】
1.一种光纤温度信号自动增益装置，其特征在于，包括依次连接的激光器、参考环及信号处理模块；所述激光器用于向光纤发射激光信号；所述参考环与所述激光器连接，用于接收从所述光纤返回的反射激光信号并将所述反射激光信号发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述参考环连接，用于确定所述反射激光信号中的斯托克斯信号对应的第一电流幅值及反斯托克斯信号对应的第二电流幅值，并计算所述第一电流幅值与所述第二电流幅值之间的差值，根据所述差值不断调整相应的光电参数直至所述差值满足预定条件。2.根据权利要求1所述的光纤温度信号自动增益装置，其特征在于，还包括与所述激光器连接的信号调制模块，所述信号调制模块包括功率控制单元、波长控制单元及同步脉冲单元；所述功率控制单元用于控制所述激光信号的功率，所述波长控制单元用于控制所述激光信号的波长，所述同步脉冲单元用于控制所述激光信号以同步脉冲方式收发，以使所述激光器发射出信号参数满足预设条件的激光信号。3.根据权利要求2所述的光纤温度信号自动增益装置，其特征在于，还包括信号放大模块：所述信号放大模块连接在所述参考环与所述信号处理模块之间，用于将所述反射激光信号进行放大处理后发送到所述信号处理模块。4.根据权利要求1所述的光纤温度信号自动增益装置，其特征在于，所述信号处理模块分别将所述斯托克斯信号及所述反斯托克斯信号进行光电转换得到相应电信号，将所述斯托克斯信号对应的电信号在预定区域的幅值作为第一电流幅值，及将所述反斯托克斯信号对应的电信号在所述预定区域的幅值作为第二电流幅值。5.根据权利要求4所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶绍亮，李陵，花修犇，梁海华，
申请(专利权)人：广州市晟安测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44