专利名称：基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分布式光纤测温装置，具体地说是一种特别适用于油田行业的基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置。
背景技术：
石油作为一种重要能源，可以说是现代经济的血液，随着城市进程的加快，我国既是石油的生产大国，也是消费大国，所以，无论是石油的生产企业还是销售企业，都已在油田、港口等场所，建立了大型的各式储油罐，但石油本身就具有燃点低、易燃、易爆的特点，所以它的储存条件格外严格。储油罐在使用过程中，金属罐体外表面的温度变化对储油罐的安全起到了至关重 要的作用，尤其是在夏季高温环境下，金属罐体的温度会急剧升高，一旦与原油接触，极易引起火灾，甚至引起罐体爆炸，造成重大的安全事故和人员伤亡；因此,对罐体外表面的温度实时监测势在必行，以保证储油罐的安全运行。
发明内容本实用新型针对现有石油存储过程中存在的安全隐患和需求，提出一种结构合理、测温准确，能够实时监测储油罐外部温度，并有效保证石油存储安全的基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置。本实用新型可以通过以下措施达到一种基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置，包括工控机、半导体激光器、WDM分光滤波模块、光电接收模块、数据采集模块以及传感光纤，其特征在于半导体激光器经WDM分光滤波模块与传感光纤相连接,光电接收模块的输入端与WDM分光滤波模块相连接，数据采集模块的输入端与光电接收模块的输出端相连接，数据采集模块的输出端以及半导体激光器分别与工控机相连接。本实用新型中所述的光电接收模块中设有两个分别与WDM分光滤波模块相连接的光电接收电路，两个光电接收电路分别用于接收从传感光纤中返回，并经WDM分光滤波模块处理的背向斯托克斯光和背向反斯托克斯光，并将其送给数据采集模块。本实用新型在使用时通过由工控机控制发出的周期脉冲信号启动半导体激光器工作，使其发出脉冲功率光，所发出的脉冲光信号经过WDM分光滤波模块到传感光纤中，传感光纤则置身于待测温度场中，为了提高测温准确度，在使用时传感光纤可以缠绕在待测罐体上，在传感光纤中传播的光脉冲，会由于各个位置点的温度效应引发背向散射，背向喇曼散射光(喇曼散射中的斯托克斯和反斯托克斯光)经过传感光纤沿途返回到WDM分光滤波模块中，经过滤波和分光处理掉幅值相对较强的瑞利散射光，分离出载有温度信息的反斯托克斯光(AS)和温度计算参考使用的斯托克斯光(S)，AS和S光信号分别被两路光电接收电路所接收，再经过放大后，进入高速A/D转换器进行转换，然后经过数字多点信号平均器，存储，周期信号的线性累加计算后得到温度数据，温度数据经过M次重复，可以实现了数字平均，达到抑制噪声，提高信噪比的目的；通过温度与信号的对应关系，经过软件处理计算即可得到沿整个传感光缆的所有模拟划分点的分布式温度。本实用新型具有如下优点(I) 一根光纤可取代大量点式传感器，可实现在线实时测量、灾情监测和预报，获取信息的单位成本大大降低；(2)传感光纤质量轻、柔性好、工程安装方便，传感光纤抗电磁干扰能力强，绝缘性能高，传感器输出为光信号，抗电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀等优点，可以工作在高压、大电流及爆炸等恶劣环境中。


附图I是本实用新型的结构示意图。附图2是本实用新型的一种使用状态示意图。附图标记工控机I、半导体激光器2、WDM分光滤波模块3、光电接收模块4、数据采集模块5、传感光纤6、待测罐体7。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型提出了一种基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置，如附图I所示，包括工控机I、半导体激光器2、WDM分光滤波模块3、光电接收模块4、数据采集模块5以及传感光纤6，其特征在于半导体激光器I经WDM分光滤波模块3与传感光纤6相连接，光电接收模块4的输入端与WDM分光滤波模块3相连接，数据采集模块5的输入端与光电接收模块4的输出端相连接，数据采集模块5的输出端以及半导体激光器2分别与工控机I相连接。本实用新型中所述的光电接收模块4中设有两个分别与WDM分光滤波模块3相连接的光电接收电路，两个光电接收电路分别用于接收从传感光纤中返回，并经WDM分光滤波模块3处理的背向斯托克斯光和背向反斯托克斯光，并将其送给数据采集模块5。本实用新型在使用时由工控机I控制发出的周期脉冲信号启动半导体激光器2工作，使其发出脉冲功率光，所发出的脉冲光信号经过WDM分光滤波模块3到传感光纤6中，传感光纤6则置身于待测温度场中，为了提高测温准确度，如附图2所示，在使用时传感光纤可以缠绕在待测罐体7上，在传感光纤6中传播的光脉冲，会由于各个位置点的温度效应引发背向散射，背向喇曼散射光(喇曼散射中的斯托克斯和反斯托克斯光)经过传感光纤6沿途返回到WDM分光滤波模块3中，经过滤波和分光处理掉幅值相对较强的瑞利散射光，分离出载有温度信息的反斯托克斯光AS和温度计算参考使用的斯托克斯光S，AS和S光信号分别被光电接收模块4中的两路光电接收电路所接收，再经过放大后，进入高速A/D转换器进行转换，然后经过数字多点信号平均器，存储，周期信号的线性累加计算后得到温度数据，温度数据经过M次重复，可以实现了数字平均，达到抑制噪声，提高信噪比的目的；通过温度与信号的对应关系，经过软件处理计算即可得到沿整个传感光缆的所有模拟划分点的分布式温度。本实用新型具有如下优点(I) 一根光纤可取代大量点式传感器，可实现在线实时测量、灾情监测和预报，获取信息的单位成本大大降低；(2)传感光纤质量轻、柔性好、工程安装方便，传感光纤抗电磁干扰能力强，绝缘性能高，传感器输出为光信号，抗电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀等优点，可以工作在高压、大电流及爆炸等恶劣环境中。
权利要求1.一种基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置，包括工控机、半导体激光器、WDM分光滤波模块、光电接收模块、数据采集模块以及传感光纤，其特征在于半导体激光器经WDM分光滤波模块与传感光纤相连接,光电接收模块的输入端与WDM分光滤波模块相连接，数据采集模块的输入端与光电接收模块的输出端相连接，数据采集模块的输出端以及半导体激光器分别与工控机相连接。
2.根据权利要求I所述的一种基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置，其特征在于所述光电接收模块中设有两个分别与WDM分光滤波模块相连接的光电接收电路。
专利摘要本实用新型涉及分布式光纤测温装置，具体地说是一种特别适用于油田行业的基于分布式光纤温度传感器的储油罐温度监测装置，包括工控机、半导体激光器、WDM分光滤波模块、光电接收模块、数据采集模块以及传感光纤，其特征在于半导体激光器经WDM分光滤波模块与传感光纤相连接，光电接收模块的输入端与WDM分光滤波模块相连接，数据采集模块的输入端与光电接收模块的输出端相连接，数据采集模块的输出端以及半导体激光器分别与工控机相连接，本实用新型具有抗电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀等优点，可以工作在高压、大电流及爆炸等恶劣环境中。
文档编号G01K11/32GK202770556SQ20122047206
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者宫琦, 史振国 申请人:威海北洋电气集团股份有限公司