基于分布式光纤的煤堆测温系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及温度测量技术领域，具体为一种基于分布式光纤的煤堆测温系统。
【背景技术】
[0002]煤炭堆积在煤场时，由于煤本身具有自然倾向，在空气中氧气的作用下，会出现自燃现象，若能实时监测煤堆的温度分布，在温度达到自然条件之前采取相应的解决措施从而避免自燃的发生，将能有效地减少经济损失、减少环境污染。
[0003]由于煤堆的体积巨大，要实现对多点温度的监测需要用到数量众多的传感器，传统的分布式传感器在布设以及供电方面存在着困难。本实用新型公开了一种灵敏度高、可靠性好、不受电磁干扰影响的基于分布式光纤的煤堆测温系统，可用于煤堆各处温度的监测，并能在温度达到自燃条件前提早发出预警。能实时对各处温度进行测量，而且算法简单，应用STM32进行硬件计算，测量速度快；使用激光进行测量，光电隔离，减少了电噪声的影响，测量精度高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供一种基于分布式光纤的煤堆测温系统，已解决现有技术适用领域和测量精度上的难题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于包括:激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块和数据显示模块；激光信号产生模块包括脉冲激光器和光波分复用器；激光信号采集模块包括传感光纤，温度标定光纤和光电探测器；信号放大模块中含有专门的信号放大电路，当光电二极管转换成电压信号后，对电信号进行放大处理；信号处理模块为STM32处理器，用于处理接收到的电信号；数据显示模块为LED显示屏，实时显示经STM32处理后得到的被测温度。
[0006]所述的一种基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的脉冲激光器产生脉宽较窄且功率较大的脉冲，由分束光共用一个通道的光波分复用器。
[0007]所述的一种基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的传感光纤采集激光器产生的脉冲，在光纤中发生背向拉曼散射，所产生的散射光经波分复用组件滤波后，得到反斯托克斯散射光和斯托克斯散射光，并传送至光电探测器。
[0008]所述的一种基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的光电探测器将检测到的光信号由雪崩光电二极管转化为电信号传送至放大模块。
[0009]所述的一种基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的STM32运用预设程序对接收信号进行计算处理，并传送至上位机显示。
[0010]本实用新型采用脉冲激光器在同步脉冲发生器的作用下产生脉宽较窄且功率较大的脉冲，注入到传感光纤，在光纤中发生背向拉曼散射，所产生的散射光经波分复用组件滤波后，得到反斯托克斯和斯托克斯散射光，两者分别由光电探测器的光电二极管转换成电压信号，转换后的电信号在脉冲信号发生器的控制下由STM32进行转换计算，并将具体数值通过RS485总线传送至显示屏显示，以提示相关人员采取对应措施。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型具有定位精确、测量精度高、速度快、灵敏度高、不受电磁干扰影响等诸多优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0013]结构框图如图1所示，基于分布式光纤的煤堆测温系统，包括激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块、信号处理模块和数据显示模块，其特征在于:脉冲激光器在同步脉冲发生器的作用下产生脉宽较窄且功率较大的脉冲，注入到传感光纤，在光纤中发生背向拉曼散射，所产生的散射光经波分复用组件滤波后，得到反斯托克斯和斯托克斯散射光，两者分别由光电探测器的光电二极管转换成电压信号，转换后的电信号在脉冲信号发生器的控制下由STM32进行转换计算，并将具体数值通过RS485总线传送至显示屏显示，以提示相关人员采取对应措施。
【主权项】
1.基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于包括:激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块和数据显示模块；激光信号产生模块包括脉冲激光器和光波分复用器；激光信号采集模块包括传感光纤，温度标定光纤和光电探测器；信号放大模块中含有专门的信号放大电路，当光电二极管转换成电压信号后，对电信号进行放大处理；信号处理模块为STM32处理器，用于处理接收到的电信号；数据显示模块为LED显示屏，实时显示经STM32处理后得到的被测温度。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的脉冲激光器产生脉宽较窄且功率较大的脉冲，由分束光共用一个通道的光波分复用器。
3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的传感光纤采集激光器产生的脉冲，在光纤中发生背向拉曼散射，所产生的散射光经波分复用组件滤波后，得到反斯托克斯散射光和斯托克斯散射光，并传送至光电探测器。
4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的光电探测器将检测到的光信号由雪崩光电二极管转化为电信号传送至放大模块。
5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于:所述的STM32运用预设程序对接收信号进行计算处理，并传送至上位机显示。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于分布式光纤的煤堆测温系统，其特征在于包括：激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块和数据显示模块；激光信号产生模块包括脉冲激光器和光波分复用器；激光信号采集模块包括传感光纤，温度标定光纤和光电探测器；信号放大模块中含有专门的信号放大电路，当光电二极管转换成电压信号后，对电信号进行放大处理；信号处理模块为STM32处理器，用于处理接收到的电信号；数据显示模块为LED显示屏，实时显示经STM32处理后得到的被测温度。本实用新型能实时测量显示管道内的流体流速，提示相关人员采取对应措施，避免灾害事故的发生。
【IPC分类】G01K11-32
【公开号】CN204405221
【申请号】CN201520022318
【发明人】孔龙, 杨岸, 张晶, 闫程鹏, 李 昊, 谢璇, 邵沁园, 朱少甫
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月13日