CN105784194A - 多点温度检测集成装置及多点温度检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多点温度检测集成装置以及多点温度检测系统，该装置包括集成部和插入头，插入头由集成部的末端延伸而成；插入头与导入槽的末端均设置有相应数量的电触点，插入头的电触点与导入槽的电触点触接；集成部内部设置有荧光激励光源、荧光探测器、电路板、滤波片和光纤接头，荧光探测器与滤波片相对设置，滤波片与光纤接头的光路上设置有耦合透镜，滤波片与耦合透镜均位于荧光激励光源与光纤接头之间的光路上，荧光激励光源和荧光探测器设置在电路板上。该系统包括多点温度检测集成装置。本发明将多个光路耦合模块集中在同一个机箱中，可方便安装及检修，同时解决了因光纤互换性导致的温度检测不准确的难题。

Description

多点温度检测集成装置及多点温度检测系统

技术领域

本发明涉及温度检测设备领域，具体的，涉及一种集合多路温度检测点的多点温度检测集成装置，还涉及应用该多点温度检测集成装置的多点温度检测系统。

背景技术

现有的光纤传感技术测温原理是基于稀土荧光物质的材料特性，某些稀土荧光物质受紫外线照射并激发后，在可见光谱中发射线状光谱，即荧光及其余辉(余辉为激励停止后的发光)。荧光余辉的衰变时间常数是温度的单值函数，通常温度越高，时间常数越小。只要测得时间常数的值，就可以计算出温度。应用这种方法测温的最大优点，就是被测温度只取决于荧光材料的时间常数，与系统的其他变量无关，例如光源强度的变化、传输效率、耦合程度的变化等都不影响测量结果，较光强测温法和波长解调法原理上有明显优势。

现有的温度检测系统，无论是单通道系统还是多通道系统都是通过光纤连接到控制电路中进行温度检测，通常情况下，光纤检测系统中的光学器件相互匹配，当光纤发生损坏后,如果只更换光纤,会带来温度测量误差,即光纤的互换性存在问题。解决这个问题的办法是，将光学器件以及光纤整体换掉。因此，需要设计一种简洁的装配结构，使光学器件以及光纤的拆装非常容易和方便，从而解决因光纤互换性问题带来的温度检测不准确的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种易于更换且便于管理的多点温度检测集成装置。

本发明的另一目的是提供一种便于管理的多点温度检测系统。

为了实现上述主要目的，本发明提供的多点温度检测集成装置包括机箱和至少一个的光路耦合模块，光路耦合模块可插入机箱内部；机箱包括导入槽，导入槽的数量大于或等于光路耦合模块的数量；光路耦合模块包括集成部和插入头，插入头由集成部的末端延伸而成；插入头与导入槽的末端均设置有电触点，插入头的电触点与导入槽的电触点触接；集成部内部设置有荧光激励光源、荧光探测器、电路板、滤波片和光纤接头，荧光探测器与滤波片相对设置，滤波片与光纤接头的光路上设置有耦合透镜，滤波片与耦合透镜均位于荧光激励光源与光纤接头之间的光路上，荧光激励光源和荧光探测器设置在电路板上。

由上述方案可知，本发明的多点温度检测集成装置通过将多个光路耦合模块集中在同一个机箱中，可方便管理及检修，同时，光路耦合模块具有即插即用的优点，无需关掉电源后再接入光路耦合模块，使用方便。同时解决了因光纤互换性导致的温度检测不准确的难题。

一个方案中，电路板上的内部电路与插入头的电触点电连接。

由此可知，通过插入头的电触点，可使光路耦合模块的内部电路与外部电路连接，便于向外部电路发送数据，接收外部电路数据以及接入外部电源。

另一个方案中，光路耦合模块还包括固定部，固定部与机箱可拆卸固定连接。

由此可见，为了进一步使光路耦合模块与机箱固定，防止电触点接触不佳导致设备工作异常的现象，在光路耦合模块设置固定部，可保障光路耦合模块与机箱的稳定连接，进而保障光路耦合模块正常工作。

进一步的方案中，集成部还设置有荧光光纤测温探头，荧光光纤测温探头通过光纤与光纤接头固定连接。

由上述方案可见，利用荧光测温探头通过光纤测量温度，可具有不受电磁干扰、耐腐蚀、可绕曲、传输距离远等特点，维护方便，而且灵敏度高，使用寿命长。

进一步的方案中，内部电路包括光源驱动电路，光源驱动电路向荧光激励光源发送光源驱动信号。

由此可见，光源驱动电路通过光源驱动信号控制荧光激励光源的所发射光信号的脉宽及幅度。

进一步的方案中，内部电路还包括荧光信号探测电路，荧光信号探测电路接收荧光探测器发送的电信号。

由此可见，荧光探测器将荧光光纤测温探头返回的光信号转化成电信号后，荧光信号探测电路接收荧光探测器发送的电信号并对该电信号进行滤波及放大处理。

具体的方案中，内部电路还包括信号解调处理电路，信号解调处理电路接收荧光信号探测电路发送的电压脉冲信号，且信号解调处理电路向光源驱动电路发送控制信号。

由此可见，信号解调处理电路可对荧光信号探测电路处理后电信号进行数字信号处理，得到温度信息数据，并根据温度信息数据向光源驱动电路发送控制信号，使光源驱动电路可调节荧光激励光源的所发射光信号的脉宽及幅度。

为了实现上述另一目的，本发明提供的多点温度检测系统包括多点温度检测集成装置，多点温度检测集成装置包括机箱和至少一个的光路耦合模块，光路耦合模块可插入机箱内部；机箱包括导入槽，导入槽的数量大于或等于光路耦合模块的数量；光路耦合模块包括集成部和插入头，插入头由集成部的末端延伸而成；插入头与导入槽的末端均设置有电触点，插入头的电触点与导入槽的电触点触接；集成部内部设置有荧光激励光源、荧光探测器、电路板、滤波片和光纤接头，荧光探测器与滤波片相对设置，滤波片与光纤接头的光路上设置有耦合透镜，滤波片与耦合透镜均位于荧光激励光源与光纤接头之间的光路上，荧光激励光源和荧光探测器设置在电路板上；电路板上的内部电路与插入头的电触点电连接。

由上述方案可知，本发明的多点温度检测系统通过多点温度检测集成装置将多个光路耦合模块集中在同一个机箱中，可方便安装及检修，同时，光路耦合模块具有即插即用的优点，无需关掉电源后再接入光路耦合模块，使用方便。同时解决了因光纤互换性存在问题，导致的温度检测不准确的难题。

进一步的方案中，多点温度检测系统还包括对外通讯接口，对外通讯接口通过电触点接收电路板上的信号解调处理电路所发送的处理数据，对外通讯接口通过电触点向信号解调处理电路传送操作信号。

由此可见，通过对外通讯接口，使得检测人员可非常容易地获得所检测温度的相关信息，且通过对外通讯接口可对多点温度检测集成装置的内部电路进行操作控制。

进一步的方案中，多点温度检测系统还包括电源电路，电源电路通过电触点为电路板上的内部电路供电。

由上述方案可见，设置电源电路可方便统一为多点温度检测集成装置中的光路耦合模块提供电源。

附图说明

图1是本发明多点温度检测系统实施例的结构连接框图。

图2是本发明多点温度检测系统实施例中机箱的结构图。

图3是本发明多点温度检测系统实施例中光路耦合模块的结构图。

图4是本发明多点温度检测系统实施例中光路耦合模块的集成部的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

如图1所示，本发明的多点温度检测系统包括电源电路70、多点温度检测集成装置60和对外通讯接口50，电源电路70为多点温度检测集成装置60中的电路提供电源。多点温度检测集成装置60通过对外通讯接口50与外部交互，对外通讯接口50可通过连接显示装置显示温度数据，以及通过连接外接控制装置对多点温度检测集成装置60发送控制信号。

参见图2和图3，多点温度检测集成装置60包括机箱20和光路耦合模块4，光路耦合模块4可插入机箱20内部。机箱20包括导入槽22，用于容纳固定光路耦合模块4。导入槽22的数量大于或等于光路耦合模块4的数量，本实施例中，导入槽22的数量与光路耦合模块4数量均为4个。导入槽22的末端设置有电触点21。光路耦合模块4包括集成部41和插入头42，插入头42由集成部41的末端延伸而成，插入头42设置有电触点43。电触点21的数量与电触点43的数量相等，插入头42的电触点43可与导入槽22的电触点21触接并使光路耦合模块4中的电路与电源电路70导通连接。光路耦合模块4还设置有固定部44，固定部44设置有固定孔45，机箱20设置有固定孔23，固定部44与机箱20通过固定孔45和固定孔23可拆卸固定。

参见图4，集成部41内部设置有荧光激励光源9、荧光探测器8、电路板10、滤波片6和光纤接头3，荧光探测器8与滤波片6相对设置，滤波片6与光纤接头3的光路上设置有耦合透镜5，滤波片6与耦合透镜5均位于荧光激励光源9与光纤接头3之间的光路上，荧光激励光源9和荧光探测器8设置在电路板10上。优选的，滤波片6为半透半反的滤波片。本实施例中，集成部41内部设置有反光镜7，用于改变荧光激励光源9与光纤接头3之间光路的方向，滤波片6与反光镜7平行设置，荧光激励光源9与反光镜7相对设置。当然，本发明的光路耦合模块4也可不使用反光镜7，只需要调整荧光激励光源9位置的设置即可。集成部41还设置有荧光光纤测温探头1，荧光光纤测温探头1通过光纤2与光纤接头3固定连接。

电路板10上设置有内部电路，电路板10上的内部电路与插入头42的电触点43电连接。内部电路包括光源驱动电路12、荧光信号探测电路11和信号解调处理电路13，光源驱动电路12与荧光激励光源9电连接并向荧光激励光源9发送光源驱动信号。荧光信号探测电路11与荧光探测器8电连接，荧光信号探测电路11接收荧光探测器8发送的电信号。信号解调处理电路13分别与光源驱动电路12及荧光信号探测电路11电连接，信号解调处理电路13接收荧光信号探测电路11发送的电压脉冲信号，信号解调处理电路13向光源驱动电路12发送控制信号。对外通信接口50通过电触点21和43接收电路板10上的信号解调处理电路13所发送的处理数据，且对外通讯接口50通过电触点21和43向信号解调处理电路13传送操作信号。电源电路70通过电触点21和43为电路板10上的内部电路供电。

在多点温度检测系统工作时，首先由光源驱动电路12向荧光激励光源9发送光源驱动信号，荧光激励光源9根据光源驱动信号以预设的脉宽及幅度发射光信号，光线通过反光镜7反射到滤波片6上，由于荧光激励光源9所发射的光线可以从滤波片6中透射过去，光线直接透过滤波片6并射到耦合透镜5上，耦合透镜5将光线聚焦到光纤接头3，由于光纤接头3与荧光光纤测温探头1通过光纤2连接，光线可沿着光纤2传输到荧光光纤测温探头1中。

在荧光光纤测温探头1中设置有稀土荧光物质，稀土荧光物质受紫外线照射并激发后，在可见光谱中发射线状光谱，即荧光及其余辉，余辉为激励光源停止后的发光。因此，在紫外光线及温度的作用下，荧光光纤测温探头1产生荧光，荧光沿着光纤2传输到光纤接头3，并由光纤接头3发射到耦合透镜5上，耦合透镜5将荧光形成平行光线传送到滤波片6，由于滤波片6对耦合透镜5方向传送过来的荧光具有全反射的作用，因此，滤波片6将光线反射到荧光探测器8上。

荧光探测器8优选为光敏材料探测器，荧光探测器8将接收到的光信号转换为电信号并发送到荧光信号探测电路11，在荧光信号探测电路11中，电信号经过放大、脉冲整形、滤波等处理后得到与荧光衰减信号对应的电压脉冲信号。接着，荧光信号探测电路11将处理后得到的电压脉冲信号发送到信号解调处理电路13。信号解调处理电路13中对电压脉冲信号进行数字信号处理，得出所测的温度数据。最后信号解调处理电路13通过相互触接的电触点21和43将处理数据发送到对外通讯接口50，其中处理数据包括温度数据，可显示在与对外通讯接口50连接的显示装置上，使检测人员可直观的获得所检测温度的相关信息。同时，与对外通讯接口50连接的外接控制装置可通过相互触接的电触点21和43将操作信号发送到信号解调处理电路13进行电路控制。此外，信号解调处理电路13还可根据温度信息数据向光源驱动电路12发送控制信号，使光源驱动电路12可调节荧光激励光源9的所发射光信号的脉宽及幅度。在多点温度检测系统工作过程中，电源电路70通过相互触接的电触点21和43为电路板10上的内部电路持续供电。

由上述可知，本发明的多点温度检测系统通过多点温度检测集成装置60将多个光路耦合模块4集中在同一个机箱20中，可方便安装及检修，同时，光路耦合模块4具有即插即用的优点，无需关掉电源后再接入光路耦合模块4，使用方便。同时解决了因光纤互换性导致的温度检测不准确的难题。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.多点温度检测集成装置，其特征在于：包括机箱和至少一个光路耦合模块，所述光路耦合模块可插入所述机箱内部；

所述机箱包括导入槽，所述导入槽的数量大于或等于所述光路耦合模块的数量；

所述光路耦合模块包括集成部和插入头，所述插入头由所述集成部的末端延伸而成；

所述插入头与所述导入槽的末端均设置有电触点，所述插入头的所述电触点与所述导入槽的所述电触点触接；

所述集成部内部设置有荧光激励光源、荧光探测器、电路板、滤波片和光纤接头，所述荧光探测器与所述滤波片相对设置，所述滤波片与所述光纤接头的光路上设置有耦合透镜，所述滤波片与所述耦合透镜均位于所述荧光激励光源与所述光纤接头之间的光路上，所述荧光激励光源和所述荧光探测器设置在所述电路板上。

2.根据权利要求1所述的多点温度检测集成装置，其特征在于：所述电路板上的内部电路与所述插入头的所述电触点电连接。

3.根据权利要求2所述的多点温度检测集成装置，其特征在于：所述光路耦合模块还包括固定部，所述固定部与所述机箱可拆卸固定连接。

4.根据权利要求3所述的多点温度检测集成装置，其特征在于：所述集成部还设置有荧光光纤测温探头，所述荧光光纤测温探头通过光纤与所述光纤接头固定连接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的多点温度检测集成装置，其特征在于：所述内部电路包括光源驱动电路，所述光源驱动电路向所述荧光激励光源发送光源驱动信号。

6.根据权利要求2至4任一项所述的多点温度检测集成装置，其特征在于：所述内部电路还包括荧光信号探测电路，所述荧光信号探测电路接收所述荧光探测器发送的电信号。

7.根据权利要求2至4任一项所述的多点温度检测集成装置，其特征在于：所述内部电路还包括信号解调处理电路，所述信号解调处理电路接收所述荧光信号探测电路发送的电压脉冲信号，且所述信号解调处理电路向所述光源驱动电路发送控制信号。

8.多点温度检测系统，包括多点温度检测集成装置，其特征在于：所述多点温度检测集成装置包括机箱和至少一个光路耦合模块，所述光路耦合模块可插入所述机箱内部；

所述机箱包括导入槽，所述导入槽的数量大于或等于所述光路耦合模块的数量；

所述光路耦合模块包括集成部和插入头，所述插入头由所述集成部的末端延伸而成；

所述插入头与所述导入槽的末端均设置有电触点，所述插入头的所述电触点与所述导入槽的所述电触点触接；

所述集成部内部设置有荧光激励光源、荧光探测器、电路板、滤波片和光纤接头，所述荧光探测器与所述滤波片相对设置，所述滤波片与所述光纤接头的光路上设置有耦合透镜，所述滤波片与所述耦合透镜均位于所述荧光激励光源与所述光纤接头之间的光路上，所述荧光激励光源和所述荧光探测器设置在所述电路板上；

所述电路板上的内部电路与所述插入头的所述电触点电连接。

9.根据权利要求8所述的多点温度检测系统，其特征在于：所述多点温度检测系统还包括对外通讯接口，所述对外通讯接口通过所述电触点接收所述电路板上的信号解调处理电路所发送的处理数据，所述对外通讯接口通过所述电触点向所述信号解调处理电路传送操作信号。

10.根据权利要求9所述的多点温度检测系统，其特征在于：所述多点温度检测系统还包括电源电路，所述电源电路通过所述电触点为所述电路板上的所述内部电路供电。