專(zhuān)利名稱(chēng)：分布式光纖溫度傳感器中的定標(biāo)溫度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，尤其是涉及一種分布式光纖溫度傳感器中的定標(biāo)溫度
測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
分布式光纖溫度傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)的溫度傳感器有很多優(yōu)點(diǎn)，如它集傳感與傳輸于一體，可以抗電磁干擾、防爆，適宜易燃易爆場(chǎng)合，最主要的是它可以實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量。因?yàn)榉植际焦饫w溫度傳感器的上述優(yōu)點(diǎn)，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地鐵、公路隧道等火情監(jiān)測(cè)，電力設(shè)備、配電電纜的溫度控制等工業(yè)場(chǎng)合。隨著這些廣泛應(yīng)用而來(lái)的是分布式光纖溫度傳感器的測(cè)溫精度是否能達(dá)到工業(yè)要求?，F(xiàn)在的分布式光纖溫度傳感器的工作原理半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光脈沖進(jìn)入到光纖中，經(jīng)過(guò)溫度調(diào)制的后向拉曼散射光經(jīng)過(guò)濾光片，在經(jīng)過(guò)光雪崩二極管和放大器，進(jìn)入到數(shù)據(jù)處理單元，從而獲得溫度分布曲線(xiàn)。在整根傳感光纖的前端，系統(tǒng)會(huì)預(yù)留一段光纖作為定標(biāo)光纖，定標(biāo)光纖存在于光纖盤(pán)內(nèi)，定標(biāo)光纖的溫度值稱(chēng)之為定標(biāo)溫度。定標(biāo)光纖的作用是為系統(tǒng)測(cè)溫提供一個(gè)溫度參考點(diǎn)，系統(tǒng)可以將所測(cè)溫度的散射信號(hào)強(qiáng)度和定標(biāo)溫度下的散射信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，從而可以根據(jù)散射信號(hào)比轉(zhuǎn)換為溫度信息。定標(biāo)溫度是影響分布式光纖溫度傳感器測(cè)溫精度的主要因素之一。根據(jù)公式
dT0 = 可知，定標(biāo)溫度值Ttl選取和定標(biāo)溫度的精度ClTtl影響著系統(tǒng)的測(cè)溫范圍和測(cè)溫
精度。所以分布式光纖溫度傳感器定標(biāo)溫度的測(cè)量方法是提高分布式光纖溫度傳感器測(cè)溫精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)有的分布式光纖溫度傳感器定標(biāo)溫度一般都是由一個(gè)溫度傳感器如鉬電阻溫度計(jì)得到。其方案存在的缺陷和不足之處如下I、由于定標(biāo)光纖是分布在光纖盤(pán)內(nèi)，一個(gè)溫度傳感器只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)測(cè)溫，不能很好地反映整個(gè)光纖盤(pán)內(nèi)的溫度。2、現(xiàn)在的光纖盤(pán)存放定標(biāo)光纖空間較大，容易出現(xiàn)折斷等情況，損壞定標(biāo)光纖，從而影響系統(tǒng)測(cè)溫結(jié)果。3、一個(gè)溫度傳感器進(jìn)行測(cè)溫時(shí)沒(méi)有參考源，無(wú)法判斷溫度傳感器的工作是否正
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分布式光纖溫度傳感器中的定標(biāo)溫度測(cè)量裝置，通過(guò)該裝置可以提高定標(biāo)溫度的測(cè)溫精度，最終提高整個(gè)分布式光纖溫度傳感器的測(cè)溫精度，同時(shí)該裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定標(biāo)光纖模塊運(yùn)行是否正常，進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。本發(fā)明從分布式光纖溫度傳感器定標(biāo)溫度出發(fā)，因?yàn)槎?biāo)溫度的精度直接影響著分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的測(cè)溫精度，從而提供一種分布式光纖溫度傳感器定標(biāo)溫度的測(cè)量裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明包括空心圓柱體、底盤(pán)、定標(biāo)光纖和溫度傳感器，繞有定標(biāo)光纖的空心圓柱體固定在底盤(pán)上，安裝在空心圓柱體內(nèi)的溫度傳感器通過(guò)引線(xiàn)經(jīng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接；其特征在于在空心圓柱體內(nèi)同軸放入圓柱體直至底盤(pán)上，從而形成一個(gè)環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)盤(pán)繞定標(biāo)光纖，兩個(gè)溫度傳感器對(duì)稱(chēng)安裝在環(huán)形凹槽內(nèi)，兩個(gè)溫度傳感器分別通過(guò)引線(xiàn)經(jīng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接。所述的溫度傳感器為測(cè)溫精度為±0. 5°C的溫度傳感器。與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是 I、采用兩個(gè)溫度傳感器，提高了定標(biāo)溫度的準(zhǔn)確度和精確度。2、在空心圓柱體內(nèi)加入圓柱體，能有效地避免定標(biāo)光纖折斷等情況。3、兩個(gè)溫度傳感器互相作為參考源，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定標(biāo)光纖模塊運(yùn)行是否正常。


圖I是分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)原理圖。圖2是分布式光纖溫度傳感器定標(biāo)溫度測(cè)量裝置圖。圖中1、激光器,2、稱(chēng)合器,3、定標(biāo)光纖,4、光纖接頭,5、檢測(cè)光纖,6、濾波器,7、光電探測(cè)器，8、放大器，9、數(shù)據(jù)采集器，10、計(jì)算機(jī)，11、溫度傳感器，12、引線(xiàn)13、單片機(jī)，14、光纖盤(pán)，15、環(huán)形凹槽
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)原理圖，激光器I發(fā)出激光脈沖進(jìn)入到耦合器2。這個(gè)耦合器2既能耦合入射光進(jìn)入到定標(biāo)光纖3，并且通過(guò)光纖接頭4進(jìn)入到檢測(cè)光纖5，又能將在定標(biāo)光纖3和檢測(cè)光纖5中散射回來(lái)的拉曼散射信號(hào)經(jīng)耦合器2耦合進(jìn)入濾波器
6。在定標(biāo)光纖3和檢測(cè)光纖5的每一點(diǎn),光子都會(huì)和定標(biāo)光纖3和檢測(cè)光纖5分子相互作用，從而產(chǎn)生拉曼散射，拉曼散射分為斯托克斯光和反斯托克斯光。兩種拉曼散射光強(qiáng)度都和光纖溫度有關(guān)。系統(tǒng)通過(guò)將定標(biāo)光纖3的兩種拉曼散射光強(qiáng)度和檢測(cè)光纖5的兩種拉曼散射光強(qiáng)度相比，結(jié)合兩個(gè)溫度傳感器11測(cè)得的定標(biāo)溫度，得到檢測(cè)光纖5上各點(diǎn)溫度值。當(dāng)兩種光經(jīng)過(guò)耦合器2進(jìn)入到濾波器6進(jìn)行濾波，但是因?yàn)閮煞N光信號(hào)都非常微弱，于是它們先經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器7將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行一定程度的放大，隨后進(jìn)入放大器8將進(jìn)行第二次的放大，最后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器9將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后在計(jì)算機(jī)10中進(jìn)行信號(hào)處理。圖2是分布式光纖溫度傳感器的定標(biāo)溫度測(cè)量裝置圖，本發(fā)明包括空心圓柱體、底盤(pán)、定標(biāo)光纖3和兩個(gè)溫度傳感器11，繞有定標(biāo)光纖3的空心圓柱體固定在底盤(pán)上，在空心圓柱體內(nèi)同軸放入圓柱體直至底盤(pán)上，從而形成一個(gè)環(huán)形凹槽15，環(huán)形凹槽15內(nèi)盤(pán)繞定標(biāo)光纖。兩個(gè)測(cè)溫精度為±0. 5°C的溫度傳感器11對(duì)稱(chēng)安裝于光纖盤(pán)14的凹槽15內(nèi)，兩個(gè)溫度傳感器11分別經(jīng)過(guò)引線(xiàn)12、單片機(jī)13和計(jì)算機(jī)10，兩個(gè)溫度傳感器11測(cè)得光纖盤(pán)14的環(huán)形凹槽15內(nèi)溫度，取兩個(gè)溫度傳感器11測(cè)得溫度值的平均值作為定標(biāo)溫度值，這樣得到的定標(biāo)溫度值能很好地反映整個(gè)光纖盤(pán)的環(huán)形凹槽15內(nèi)的溫度，提高定標(biāo)溫度精度。同時(shí)，實(shí)時(shí)跟蹤兩個(gè)溫度傳感器11各自測(cè)得的溫度值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)溫度傳感器Ii的溫度值差值大于rc時(shí)，此時(shí)說(shuō)明其中至少一個(gè)溫度傳感器工作不正常，那么定標(biāo)溫 度值已經(jīng)超出精度范圍，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。
權(quán)利要求
1.一種分布式光纖溫度傳感器中的定標(biāo)溫度測(cè)量裝置，包括空心圓柱體、底盤(pán)、定標(biāo)光纖和溫度傳感器，繞有定標(biāo)光纖的空心圓柱體固定在底盤(pán)上，安裝在空心圓柱體內(nèi)的溫度傳感器通過(guò)引線(xiàn)經(jīng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接；其特征在于在空心圓柱體內(nèi)同軸放入圓柱體直至底盤(pán)上，從而形成一個(gè)環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)盤(pán)繞定標(biāo)光纖，兩個(gè)溫度傳感器對(duì)稱(chēng)安裝在環(huán)形凹槽內(nèi)，兩個(gè)溫度傳感器分別通過(guò)引線(xiàn)經(jīng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種分布式光纖溫度傳感器定標(biāo)溫度的測(cè)量裝置，其特征在于所述的溫度傳感器為測(cè)溫精度為±0. 5°C的溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種分布式光纖溫度傳感器中的定標(biāo)溫度測(cè)量裝置，包括空心圓柱體、底盤(pán)、定標(biāo)光纖和溫度傳感器，繞有定標(biāo)光纖的空心圓柱體固定在底盤(pán)上；在空心圓柱體內(nèi)同軸放入圓柱體直至底盤(pán)上，從而形成一個(gè)環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)盤(pán)繞定標(biāo)光纖，兩個(gè)溫度傳感器對(duì)稱(chēng)安裝在環(huán)形凹槽內(nèi)，兩個(gè)溫度傳感器分別通過(guò)引線(xiàn)經(jīng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明采用兩個(gè)溫度傳感器，提高了定標(biāo)溫度的準(zhǔn)確度和精確度；在空心圓柱體內(nèi)加入圓柱體，能有效地避免定標(biāo)光纖折斷等情況；兩個(gè)溫度傳感器互相作為參考源，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定標(biāo)光纖模塊運(yùn)行是否正常。
文檔編號(hào)G01K15/00GK102620861SQ20121007703
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者孫堅(jiān), 徐瀚立, 樓導(dǎo), 謝敏, 邵嫄琴, 陳樂(lè) 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院