專利名稱：基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分布式光纖測(cè)溫裝置，具體地說(shuō)是一種特別適用于油田行業(yè)的基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
石油作為一種重要能源，可以說(shuō)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的血液，隨著城市進(jìn)程的加快，我國(guó)既是石油的生產(chǎn)大國(guó)，也是消費(fèi)大國(guó)，所以，無(wú)論是石油的生產(chǎn)企業(yè)還是銷售企業(yè)，都已在油田、港口等場(chǎng)所，建立了大型的各式儲(chǔ)油罐，但石油本身就具有燃點(diǎn)低、易燃、易爆的特點(diǎn)，所以它的儲(chǔ)存條件格外嚴(yán)格。儲(chǔ)油罐在使用過(guò)程中，金屬罐體外表面的溫度變化對(duì)儲(chǔ)油罐的安全起到了至關(guān)重 要的作用，尤其是在夏季高溫環(huán)境下，金屬罐體的溫度會(huì)急劇升高，一旦與原油接觸，極易引起火災(zāi)，甚至引起罐體爆炸，造成重大的安全事故和人員傷亡；因此,對(duì)罐體外表面的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行，以保證儲(chǔ)油罐的安全運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有石油存儲(chǔ)過(guò)程中存在的安全隱患和需求，提出一種結(jié)構(gòu)合理、測(cè)溫準(zhǔn)確，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油罐外部溫度，并有效保證石油存儲(chǔ)安全的基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置。本實(shí)用新型可以通過(guò)以下措施達(dá)到一種基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置，包括工控機(jī)、半導(dǎo)體激光器、WDM分光濾波模塊、光電接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及傳感光纖，其特征在于半導(dǎo)體激光器經(jīng)WDM分光濾波模塊與傳感光纖相連接,光電接收模塊的輸入端與WDM分光濾波模塊相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端與光電接收模塊的輸出端相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端以及半導(dǎo)體激光器分別與工控機(jī)相連接。本實(shí)用新型中所述的光電接收模塊中設(shè)有兩個(gè)分別與WDM分光濾波模塊相連接的光電接收電路，兩個(gè)光電接收電路分別用于接收從傳感光纖中返回，并經(jīng)WDM分光濾波模塊處理的背向斯托克斯光和背向反斯托克斯光，并將其送給數(shù)據(jù)采集模塊。本實(shí)用新型在使用時(shí)通過(guò)由工控機(jī)控制發(fā)出的周期脈沖信號(hào)啟動(dòng)半導(dǎo)體激光器工作，使其發(fā)出脈沖功率光，所發(fā)出的脈沖光信號(hào)經(jīng)過(guò)WDM分光濾波模塊到傳感光纖中，傳感光纖則置身于待測(cè)溫度場(chǎng)中，為了提高測(cè)溫準(zhǔn)確度，在使用時(shí)傳感光纖可以纏繞在待測(cè)罐體上，在傳感光纖中傳播的光脈沖，會(huì)由于各個(gè)位置點(diǎn)的溫度效應(yīng)引發(fā)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)經(jīng)過(guò)傳感光纖沿途返回到WDM分光濾波模塊中，經(jīng)過(guò)濾波和分光處理掉幅值相對(duì)較強(qiáng)的瑞利散射光，分離出載有溫度信息的反斯托克斯光(AS)和溫度計(jì)算參考使用的斯托克斯光(S)，AS和S光信號(hào)分別被兩路光電接收電路所接收，再經(jīng)過(guò)放大后，進(jìn)入高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過(guò)數(shù)字多點(diǎn)信號(hào)平均器，存儲(chǔ)，周期信號(hào)的線性累加計(jì)算后得到溫度數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)M次重復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)了數(shù)字平均，達(dá)到抑制噪聲，提高信噪比的目的；通過(guò)溫度與信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過(guò)軟件處理計(jì)算即可得到沿整個(gè)傳感光纜的所有模擬劃分點(diǎn)的分布式溫度。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(I) 一根光纖可取代大量點(diǎn)式傳感器，可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量、災(zāi)情監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，獲取信息的單位成本大大降低；(2)傳感光纖質(zhì)量輕、柔性好、工程安裝方便，傳感光纖抗電磁干擾能力強(qiáng)，絕緣性能高，傳感器輸出為光信號(hào)，抗電磁干擾，防燃、防爆、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可以工作在高壓、大電流及爆炸等惡劣環(huán)境中。


附圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本實(shí)用新型的一種使用狀態(tài)示意圖。附圖標(biāo)記工控機(jī)I、半導(dǎo)體激光器2、WDM分光濾波模塊3、光電接收模塊4、數(shù)據(jù)采集模塊5、傳感光纖6、待測(cè)罐體7。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型提出了一種基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置，如附圖I所示，包括工控機(jī)I、半導(dǎo)體激光器2、WDM分光濾波模塊3、光電接收模塊4、數(shù)據(jù)采集模塊5以及傳感光纖6，其特征在于半導(dǎo)體激光器I經(jīng)WDM分光濾波模塊3與傳感光纖6相連接，光電接收模塊4的輸入端與WDM分光濾波模塊3相連接，數(shù)據(jù)采集模塊5的輸入端與光電接收模塊4的輸出端相連接，數(shù)據(jù)采集模塊5的輸出端以及半導(dǎo)體激光器2分別與工控機(jī)I相連接。本實(shí)用新型中所述的光電接收模塊4中設(shè)有兩個(gè)分別與WDM分光濾波模塊3相連接的光電接收電路，兩個(gè)光電接收電路分別用于接收從傳感光纖中返回，并經(jīng)WDM分光濾波模塊3處理的背向斯托克斯光和背向反斯托克斯光，并將其送給數(shù)據(jù)采集模塊5。本實(shí)用新型在使用時(shí)由工控機(jī)I控制發(fā)出的周期脈沖信號(hào)啟動(dòng)半導(dǎo)體激光器2工作，使其發(fā)出脈沖功率光，所發(fā)出的脈沖光信號(hào)經(jīng)過(guò)WDM分光濾波模塊3到傳感光纖6中，傳感光纖6則置身于待測(cè)溫度場(chǎng)中，為了提高測(cè)溫準(zhǔn)確度，如附圖2所示，在使用時(shí)傳感光纖可以纏繞在待測(cè)罐體7上，在傳感光纖6中傳播的光脈沖，會(huì)由于各個(gè)位置點(diǎn)的溫度效應(yīng)引發(fā)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)經(jīng)過(guò)傳感光纖6沿途返回到WDM分光濾波模塊3中，經(jīng)過(guò)濾波和分光處理掉幅值相對(duì)較強(qiáng)的瑞利散射光，分離出載有溫度信息的反斯托克斯光AS和溫度計(jì)算參考使用的斯托克斯光S，AS和S光信號(hào)分別被光電接收模塊4中的兩路光電接收電路所接收，再經(jīng)過(guò)放大后，進(jìn)入高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過(guò)數(shù)字多點(diǎn)信號(hào)平均器，存儲(chǔ)，周期信號(hào)的線性累加計(jì)算后得到溫度數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)M次重復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)了數(shù)字平均，達(dá)到抑制噪聲，提高信噪比的目的；通過(guò)溫度與信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過(guò)軟件處理計(jì)算即可得到沿整個(gè)傳感光纜的所有模擬劃分點(diǎn)的分布式溫度。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(I) 一根光纖可取代大量點(diǎn)式傳感器，可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量、災(zāi)情監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，獲取信息的單位成本大大降低；(2)傳感光纖質(zhì)量輕、柔性好、工程安裝方便，傳感光纖抗電磁干擾能力強(qiáng)，絕緣性能高，傳感器輸出為光信號(hào)，抗電磁干擾，防燃、防爆、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可以工作在高壓、大電流及爆炸等惡劣環(huán)境中。
權(quán)利要求1.一種基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置，包括工控機(jī)、半導(dǎo)體激光器、WDM分光濾波模塊、光電接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及傳感光纖，其特征在于半導(dǎo)體激光器經(jīng)WDM分光濾波模塊與傳感光纖相連接,光電接收模塊的輸入端與WDM分光濾波模塊相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端與光電接收模塊的輸出端相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端以及半導(dǎo)體激光器分別與工控機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述光電接收模塊中設(shè)有兩個(gè)分別與WDM分光濾波模塊相連接的光電接收電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及分布式光纖測(cè)溫裝置，具體地說(shuō)是一種特別適用于油田行業(yè)的基于分布式光纖溫度傳感器的儲(chǔ)油罐溫度監(jiān)測(cè)裝置，包括工控機(jī)、半導(dǎo)體激光器、WDM分光濾波模塊、光電接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及傳感光纖，其特征在于半導(dǎo)體激光器經(jīng)WDM分光濾波模塊與傳感光纖相連接，光電接收模塊的輸入端與WDM分光濾波模塊相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端與光電接收模塊的輸出端相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端以及半導(dǎo)體激光器分別與工控機(jī)相連接，本實(shí)用新型具有抗電磁干擾，防燃、防爆、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可以工作在高壓、大電流及爆炸等惡劣環(huán)境中。
文檔編號(hào)G01K11/32GK202770556SQ20122047206
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者宮琦, 史振國(guó) 申請(qǐng)人:威海北洋電氣集團(tuán)股份有限公司