分布式传感器在电力电缆温度系统中的应用

2.1 光纤温度场信息采集

光纤温度场信息采集子系统包括半导体激光器及其脉冲驱动电路、光功率放大器(EDFA)、光纤分束器、传感光纤及窄带光滤波器。激光技术中激光高速调制与大功率输出是一对矛盾，大功率激光器窄脉冲调制困难;同时其驱动电流大，而大电流、窄脉冲的激光器驱动源设计和实现困难。光通信采用950 nm的高速调制半导体激光器则易于实现10 ns的脉冲输出。使用光功率放大器提升光功率可获得瓦数量级光功率输出。采用30 dB以上功率放大倍数的低噪声EDFA掺铒光纤放大器。选用插入损耗小，分束比高的光纤分束器以保证最小光能量损失。为了能够最大幅度提高整个系统的信噪比SNR，实现系统高技术指标要求。光发射端采用EDFA提升发射光功率和信号光功率。图2为光源和光电转换部分框图。

2.2 光电探测

采用波长为150 nm的InGaAs高量子效率的APD及噪声的前放单元，实现微弱光信号的接收转换和低噪声预放大。主放大电路主要完成信号光经光探测器转换为光电流形式，再经其自身带有的低噪声前置放大后，输出差动形式的电平信号，进入宽带放大电路。

2.3 电路后处理

电路后处理子系统包括信号采集和处理2部分。2路系统被测信号经前置放大后，变成O～2 V的信号分别送至模拟开关，分时选通后送入差分输入器送至A/D转换器，当A/D转换器被DSP信号触发后启动转换，并将转换结果存储在外扩的RAM中。当数据存储到一定数量后，进行统计分析。提取其中有效数据进行综合处理，最后将处理结果传给上位机最示。图3是A/D转换器采集和通过DSP处理的结构框图。