技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備綜合監(jiān)控領(lǐng)域使用的傳感檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的傳感變送器是一種將輸入的被測(cè)量物理量隔離并且按照一定的比例變送為電信號(hào)的裝置。其輸出可直接與系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制裝置、記錄儀表等設(shè)備的輸入匹配，組成數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是保證變壓器、變頻器機(jī)組、高壓開(kāi)光柜等電力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要部件。

在實(shí)際應(yīng)用中，上述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境往往極其惡劣，操作人員經(jīng)常無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)而必須遠(yuǎn)距離的采集這些模擬信號(hào)，距離遠(yuǎn)至幾百米甚至幾公里，除了由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾(如天體放電干擾、電暈電火花放電干擾、電氣設(shè)備頻率干擾、感應(yīng)干擾)會(huì)通過(guò)不同的耦合方式進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)使信號(hào)嚴(yán)重失真外，由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電路地線和后端采集電路地線之間往往存在著幾千伏至上萬(wàn)伏的共模電壓，如果用電纜直接相連，會(huì)產(chǎn)生很大的接地環(huán)路電流，對(duì)設(shè)備以及操作人員的安全構(gòu)成極大威脅，因此必須在相互隔離的狀態(tài)下才能完成高精度的測(cè)量。

在這樣的背景下，誕生了光纖傳感變送器，即使用光纖隔離采集端與設(shè)備之間的千萬(wàn)伏級(jí)電壓并在其間傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)。光纖由于其優(yōu)異的電氣絕緣特性和良好的抗電磁干擾的能力，在電氣危險(xiǎn)環(huán)境中的應(yīng)用極具吸引力。目前已有的光纖傳感變送器主要分為兩大類(lèi)：一為光纖光柵類(lèi)利用光譜特性測(cè)量方式；二為微控制器類(lèi)數(shù)字變送器。

光纖光柵類(lèi)利用光譜特性測(cè)量方式的光纖傳感變送器具有完全的電氣隔離特性，在采集端沒(méi)有電氣部分，而且是一種無(wú)源的變送器，但是光纖光柵類(lèi)傳感變送器由于要使用到成本高昂的S-LED光源和光柵，因此制約了它的推廣與發(fā)展?？紤]到成本，在35KV以下高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器和高壓變頻器中使用光纖光柵類(lèi)傳感變送器是不能被生廠商所接受的。

微控制器類(lèi)數(shù)字變送器是在高壓設(shè)備內(nèi)部部署嵌入式微控制系統(tǒng)，采集模擬信號(hào)，再將其通過(guò)光纖傳回，同樣可以實(shí)現(xiàn)光纖隔離。但是由于嵌入式微控制系統(tǒng)需要供電才能正常運(yùn)行，這些為采集端的微控制系統(tǒng)供電的電氣布線會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)一系列的安全性挑戰(zhàn)，另外其體積過(guò)大的局限性也是導(dǎo)致其在高壓電力設(shè)備中可行性不高的原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，通過(guò)光纖取電來(lái)支持采集端運(yùn)行，并且拋棄傳統(tǒng)光纜連接方式，采用空間光學(xué)結(jié)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高、安全性低的缺陷，縮減產(chǎn)品體積并降低功耗。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用一種多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)，包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的采集端和一個(gè)解調(diào)端，其中所述每一個(gè)采集端包括：測(cè)定物理量的傳感器；將傳感器測(cè)到并輸入的數(shù)據(jù)信息使用脈沖位置調(diào)制方法編碼的處理器；將從處理器輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的調(diào)制激光器，所述解調(diào)端包括受外部設(shè)備控制發(fā)射激光的激光器、分頻器及與所述分頻器多個(gè)輸出端連接的多個(gè)光解調(diào)器，其特征在于：所述光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)還包括：光纖跳線，其兩端分別連接所述采集端和耦合器；光纖取電模塊，位于采集端內(nèi)，其一端連接處理器，處理器的兩端分別連接所述傳感器及所述調(diào)制激光器；所述光纖取電模塊為所述處理器、傳感器及調(diào)制激光器供電；第一濾波片，位于所述采集端內(nèi)，所述第一濾波片與所述調(diào)制激光器之間為第一空間光路；所述第一濾波片與所述光纖取電模塊之間為第二空間光路；所述第一濾波片與所述光纖跳線之間為第三空間光路，第二濾波片，位于所述解調(diào)端內(nèi)，所述第二濾波片與所述激光器之間為第五空間光路，所述第二濾波片與所述分頻器之間為第六空間光路。

所述耦合器有多個(gè)，每一耦合器的一端分別對(duì)應(yīng)連接光纖跳線并且多個(gè)耦合器以串聯(lián)方式連接。

所述多個(gè)耦合器中的第一個(gè)耦合器與第二濾波片之間為第四空間光路。

所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于0.1mW。

采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于：在多個(gè)采集端和解調(diào)端兩部分之間以空間光路連接取代實(shí)體光纜連接，可以明顯縮小探頭體積，實(shí)現(xiàn)探頭小型化；采集端內(nèi)采用低功耗處理器與低功耗傳感器，以間歇方式工作，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于0.1mW；采集端將采集到的數(shù)據(jù)以脈沖位置調(diào)制的方式在光纖跳線中傳回解調(diào)端，使得系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施步驟。

實(shí)施例一：本實(shí)施方式是對(duì)通過(guò)多個(gè)采集端1x1、1x2、......、1xn測(cè)量溫度信號(hào)的多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。

在此實(shí)施方式中，系統(tǒng)以一個(gè)解調(diào)端2處理多個(gè)采集端1x1、1x2、......、1xn的數(shù)據(jù)信號(hào)。

如圖1所示，采集端1x1、1x2、......、1xn配置在多個(gè)待檢測(cè)環(huán)境中，解調(diào)端2和外部設(shè)備3配置在遠(yuǎn)離被測(cè)環(huán)境的場(chǎng)所。

在多個(gè)采集端1x1、1x2、......、1xn的每一個(gè)中，光纖取電模塊6x1、6x2、......、6xn對(duì)采集端1x1、1x2、......、1xn供電，傳感器8x1、8x2、......、8xn開(kāi)始采集溫度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸入處理器7x1、7x2、......、7xn，處理器7x1、7x2、......、7xn將傳感器8x1、8x2、......、8xn輸入的數(shù)據(jù)信息以脈沖位置調(diào)制的方法編碼后輸入調(diào)制激光器9x1、9x2、......、9xn，調(diào)制激光器9x1、9x2、......、9xn將光發(fā)射進(jìn)空間光路13x1、13x2、......、13xn，再經(jīng)濾波片5x1、5x2、......、5xn、空間光路15x1、15x2、......、15xn、光纖跳線4x1、4x2、......、4xn，所述每一個(gè)光纖跳線4x1、4x2、......、4xn各分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)耦合器x1、x2、......、xn，光經(jīng)耦合器x1、x2、......、xn耦合至空間光路16，再至解調(diào)端2內(nèi)的濾波片10，濾波片10將波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、......、λn的光分離出來(lái)，輸入分頻器19，分頻器19有多個(gè)輸出端分別連接多個(gè)光解調(diào)器11x1、11x2、......、11xn，每個(gè)光解調(diào)器11x1、11x2、......、11xn的輸出端分別連接外部設(shè)備3并把解調(diào)后的溫度數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備3，供外部應(yīng)用設(shè)備使用。

在解調(diào)端2內(nèi)，經(jīng)外部設(shè)備3控制的激光器12發(fā)射波長(zhǎng)為λp的激光，所述波長(zhǎng)為λp的激光沿著空間光路17的方向依次經(jīng)過(guò)濾波片10、空間光路16分至各串聯(lián)的耦合器x1、x2、......、xn，再分別進(jìn)入光纖跳線4x1、4x2、......、4xn、空間光路15x1、15x2、......、15xn至濾波片5x1、5x2、......、5xn，濾波片5x1、5x2、......、5xn分別將波長(zhǎng)為λp的光經(jīng)空間光路14x1、14x2、......、14xn輸入光纖取電模塊6x1、6x2、......、6xn，光纖取電模塊6x1、6x2、......、6xn分別與處理器7x1、7x2、......、7xn、傳感器8x1、8x2、......、8xn和調(diào)制激光器9x1、9x2、......、9xn連接，當(dāng)波長(zhǎng)為λp的光在光纖取電模塊6x1、6x2、......、6xn中積蓄到一定程度時(shí)就可以對(duì)處理器7x1、7x2、......、7xn、傳感器8x1、8x2、......、8xn和調(diào)制激光器9x1、9x2、......、9xn供電，以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)作，傳感器8x1、8x2、......、8xn開(kāi)始測(cè)量溫度數(shù)據(jù)。

所述處理器采用低功耗處理器，所述傳感器采用低功耗傳感器，可以實(shí)現(xiàn)超低功耗，平均功耗小于0.1mW。

根據(jù)不同的檢測(cè)需求，傳感器8x1、8x2、......、8xn可以選擇溫度傳感器、濕度傳感器、電流互感器等的模擬或數(shù)字傳感器，以組成不同檢測(cè)效果的多點(diǎn)串聯(lián)光纖點(diǎn)式溫度系統(tǒng)。