CN102620861A - 分布式光纤温度传感器中的定标温度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式光纤温度传感器中的定标温度测量装置，包括空心圆柱体、底盘、定标光纤和温度传感器，绕有定标光纤的空心圆柱体固定在底盘上；在空心圆柱体内同轴放入圆柱体直至底盘上，从而形成一个环形凹槽，环形凹槽内盘绕定标光纤，两个温度传感器对称安装在环形凹槽内，两个温度传感器分别通过引线经单片机与计算机连接。本发明采用两个温度传感器，提高了定标温度的准确度和精确度；在空心圆柱体内加入圆柱体，能有效地避免定标光纤折断等情况；两个温度传感器互相作为参考源，可以实时监测定标光纤模块运行是否正常。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量装置，尤其是涉及一种分布式光纤温度传感器中的定标温度测量装置。
背景技术
分布式光纤温度传感器相对于传统的温度传感器有很多优点，如：它集传感与传输于一体，可以抗电磁干扰、防爆，适宜易燃易爆场合，最主要的是它可以实现温度场的分布式测量。因为分布式光纤温度传感器的上述优点，它已经广泛应用于地铁、公路隧道等火情监测，电力设备、配电电缆的温度控制等工业场合。随着这些广泛应用而来的是分布式光纤温度传感器的测温精度是否能达到工业要求。
现在的分布式光纤温度传感器的工作原理：半导体激光器发出激光脉冲进入到光纤中，经过温度调制的后向拉曼散射光经过滤光片，在经过光雪崩二极管和放大器，进入到数据处理单元，从而获得温度分布曲线。在整根传感光纤的前端，系统会预留一段光纤作为定标光纤，定标光纤存在于光纤盘内，定标光纤的温度值称之为定标温度。定标光纤的作用是为系统测温提供一个温度参考点，系统可以将所测温度的散射信号强度和定标温度下的散射信号强度进行对比，从而可以根据散射信号比转换为温度信息。
定标温度是影响分布式光纤温度传感器测温精度的主要因素之一。根据公式
可知，定标温度值T0选取和定标温度的精度dT0影响着系统的测温范围和测温精度。所以分布式光纤温度传感器定标温度的测量方法是提高分布式光纤温度传感器测温精度的关键技术之一。
现有的分布式光纤温度传感器定标温度一般都是由一个温度传感器如铂电阻温度计得到。其方案存在的缺陷和不足之处如下：
1、由于定标光纤是分布在光纤盘内，一个温度传感器只能实现点测温，不能很好地反映整个光纤盘内的温度。
2、现在的光纤盘存放定标光纤空间较大，容易出现折断等情况，损坏定标光纤，从而影响系统测温结果。
3、一个温度传感器进行测温时没有参考源，无法判断温度传感器的工作是否正常。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式光纤温度传感器中的定标温度测量装置，通过该装置可以提高定标温度的测温精度，最终提高整个分布式光纤温度传感器的测温精度，同时该装置可以实时监测定标光纤模块运行是否正常，进行实时报警。
本发明从分布式光纤温度传感器定标温度出发，因为定标温度的精度直接影响着分布式光纤温度传感器系统的测温精度，从而提供一种分布式光纤温度传感器定标温度的测量装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明包括空心圆柱体、底盘、定标光纤和温度传感器，绕有定标光纤的空心圆柱体固定在底盘上，安装在空心圆柱体内的温度传感器通过引线经单片机与计算机连接；其特征在于：在空心圆柱体内同轴放入圆柱体直至底盘上，从而形成一个环形凹槽，环形凹槽内盘绕定标光纤，两个温度传感器对称安装在环形凹槽内，两个温度传感器分别通过引线经单片机与计算机连接。
所述的温度传感器为测温精度为±0.5℃的温度传感器。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、采用两个温度传感器，提高了定标温度的准确度和精确度。
2、在空心圆柱体内加入圆柱体，能有效地避免定标光纤折断等情况。
3、两个温度传感器互相作为参考源，可以实时监测定标光纤模块运行是否正常。
附图说明
图1是分布式光纤温度传感系统原理图。
图2是分布式光纤温度传感器定标温度测量装置图。
图中：1、激光器，2、耦合器，3、定标光纤，4、光纤接头，5、检测光纤，6、滤波器，7、光电探测器，8、放大器，9、数据采集器，10、计算机，11、温度传感器，12、引线13、单片机，14、光纤盘，15、环形凹槽
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是分布式光纤温度传感系统原理图，激光器1发出激光脉冲进入到耦合器2。这个耦合器2既能耦合入射光进入到定标光纤3，并且通过光纤接头4进入到检测光纤5，又能将在定标光纤3和检测光纤5中散射回来的拉曼散射信号经耦合器2耦合进入滤波器6。在定标光纤3和检测光纤5的每一点，光子都会和定标光纤3和检测光纤5分子相互作用，从而产生拉曼散射，拉曼散射分为斯托克斯光和反斯托克斯光。两种拉曼散射光强度都和光纤温度有关。系统通过将定标光纤3的两种拉曼散射光强度和检测光纤5的两种拉曼散射光强度相比，结合两个温度传感器11测得的定标温度，得到检测光纤5上各点温度值。当两种光经过耦合器2进入到滤波器6进行滤波，但是因为两种光信号都非常微弱，于是它们先经过光电探测器7将光信号转换为电信号并进行一定程度的放大，随后进入放大器8将进行第二次的放大，最后经过数据采集器9将模拟信号转换为数字信号，最后在计算机10中进行信号处理。
图2是分布式光纤温度传感器的定标温度测量装置图，
本发明包括空心圆柱体、底盘、定标光纤3和两个温度传感器11，绕有定标光纤3的空心圆柱体固定在底盘上，在空心圆柱体内同轴放入圆柱体直至底盘上，从而形成一个环形凹槽15，环形凹槽15内盘绕定标光纤。两个测温精度为±0.5℃的温度传感器11对称安装于光纤盘14的凹槽15内，两个温度传感器11分别经过引线12、单片机13和计算机10，两个温度传感器11测得光纤盘14的环形凹槽15内温度，取两个温度传感器11测得温度值的平均值作为定标温度值，这样得到的定标温度值能很好地反映整个光纤盘的环形凹槽15内的温度，提高定标温度精度。同时，实时跟踪两个温度传感器11各自测得的温度值，当发现两个温度传感器11的温度值差值大于1℃时，此时说明其中至少一个温度传感器工作不正常，那么定标温度值已经超出精度范围，系统进行报警。
Claims (2)
1.一种分布式光纤温度传感器中的定标温度测量装置，包括空心圆柱体、底盘、定标光纤和温度传感器，绕有定标光纤的空心圆柱体固定在底盘上，安装在空心圆柱体内的温度传感器通过引线经单片机与计算机连接；其特征在于：在空心圆柱体内同轴放入圆柱体直至底盘上，从而形成一个环形凹槽，环形凹槽内盘绕定标光纤，两个温度传感器对称安装在环形凹槽内，两个温度传感器分别通过引线经单片机与计算机连接。
2.根据权利要求书1所述的一种分布式光纤温度传感器定标温度的测量装置，其特征在于：所述的温度传感器为测温精度为±0.5℃的温度传感器。
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