CN117330126A - 基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法 - Google Patents

基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法 Download PDF

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CN117330126A CN202311220594.2A CN202311220594A CN117330126A CN 117330126 A CN117330126 A CN 117330126A CN 202311220594 A CN202311220594 A CN 202311220594A CN 117330126 A CN117330126 A CN 117330126A
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Abstract

本申请公开了一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法，该装置通过将光纤准直器放置于待测区域内，并由标准光源发射标准光至光纤准直器，弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号，由光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度；由于本申请中是通过光信号的变化来确定粉尘浓度和环境温度的，并且与粉尘直接接触的光纤准直器中不存在电荷交换，因此不仅实现了同时获取到粉尘浓度和环境温度两个测量结果，还有效避免了安全隐患。

Description

基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法
技术领域
本申请涉及光纤光栅技术领域，尤其涉及一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法。
背景技术
可燃性粉尘广泛存在于化工、冶金、纺织、医药、粮食加工、煤炭开采以及粉体制备存储和运输等各个行业和部门，对于这些地方，通常需要凭借粉尘浓度和温度检测装置对作业场所的空气中的浮游粉尘浓度进行监测，以便采取对应的措施，防止因粉尘浓度超标及环境温度过高从而引起爆炸。
目前，为了对可燃性粉尘浓度进行监测，大致有两种方法：一是使用采样器采样，通过称重和计算得出粉尘浓度值；二是用快速测尘仪，现场检测后，读取粉尘浓度。然而，现有的快速测尘仪在测量粉尘浓度的过程中有电荷输出，从而导致容易引起环境粉尘燃爆，存在较大安全隐患。
因此，现有技术中，在对粉尘浓度及环境温度进行测量的过程中，存在由于粉尘环境中存在电荷输出导致存在安全隐患的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法，用以解决在对粉尘浓度及环境温度进行测量的过程中，存在的由于粉尘环境中存在电荷输出导致存在安全隐患的问题。
为了解决上述问题，本申请提供一种基于弱反射光纤光栅的涉粉危险环境多参数同测装置，包括：标准光源、弱反射光纤光栅、光纤准直器、光纤光栅解调仪以及数据处理模块；光纤准直器的两端分别与弱反射光纤光栅连接，弱反射光纤光栅与光纤光栅解调仪连接，数据处理模块与光纤光栅解调仪连接；
其中，光纤准直器中设置有一开放空间，开放空间用于容纳待测区域的粉尘；
标准光源用于产生标准光并发送至光纤准直器；
弱反射光纤光栅用于反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号至光纤光栅解调仪；
光纤光栅解调仪用于对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；
数据处理模块用于根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度。
进一步地，光纤准直器包括第一子准直器和第二子准直器；
其中，第一子准直器和第二子准直器相对固定设置，且开放空间设置于第一子准直器和第二子准直器之间；
另外，第一子准直器和第二子准直器的光心对齐。
进一步地，第一子准直器和第二子准直器之间通过固定杆连接；
其中，固定杆由钢制材料制成。
进一步地，第一子准直器和第二子准直器相对设置，并分别固定粘接在待测区域。
进一步地，第一子准直器靠近开放空间的一端设置有第一玻璃窗口，第一玻璃窗口用于防止粉尘进入第一子准直器；
且第二子准直器靠近开放空间的一端设置有第二玻璃窗口。
进一步地，包括多个光纤准直器；
其中，多个光纤准直器串联在弱反射光纤光栅上，且相邻两个光纤准直器之间至少包括弱反射光纤光栅的一个光栅。
为了解决上述问题，本申请提供一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法，包括：
获取标准光信号；
基于标准光源发射标准光至光纤准直器，并基于弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号至光纤光栅解调仪；
基于光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；
基于数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度；
其中，光纤准直器放置于待测区域内。
进一步地，基于数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，包括：
构建光强功率与粉尘浓度的函数关系模型；
根据标准光强信号和检测光强信号，确定待测区域的检测光强功率；
根据检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定待测区域的粉尘浓度。
进一步地，检测光强功率包括多个；根据检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定待测区域的粉尘浓度，包括：
获取目标待测区域对应的两个相邻检测光强功率；
根据两个相邻检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，分别确定对应的两个相邻粉尘浓度；
对两个相邻粉尘浓度进行作差处理，确定目标待测区域的粉尘浓度。
进一步地，光强功率与粉尘浓度的函数关系模型为：
Pi＝k1+k2Ci
其中，Pi是第i个光栅对应的光强功率，Ci是第i个光栅对应的粉尘浓度，k1和k2均为常数。
本申请的有益效果是：本申请提供一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法，该装置通过将光纤准直器放置于待测区域内，并由标准光源发射标准光至光纤准直器，弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号，由光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度；由于本申请中是通过光信号的变化来确定粉尘浓度和环境温度的，并且与粉尘直接接触的光纤准直器中不存在电荷交换，因此不仅实现了同时获取到粉尘浓度和环境温度两个测量结果，还有效避免了安全隐患。
附图说明
图1为本申请提供的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置一实施例的结构示意图；
图2为本申请提供的光纤准直器一实施例的结构示意图；
图3为本申请提供的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法一实施例的流程示意图；
图4为本申请提供的确定待测区域的粉尘浓度一实施例的流程示意图；
图5为本申请提供的确定目标待测区域的粉尘浓度一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本申请的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本申请的实施例一起用于阐释本申请的原理，并非用于限定本申请的范围。
在陈述实施例之前，先对弱反射光纤光栅和传统光纤光栅进行比较阐述：
弱反射光纤光栅(WFBG)和传统光纤光栅(FBG)之间的主要区别在于它们的制备方法和反射光强度。
FBG的制备方法是将一段光纤暴露在紫外线下，通过光纤的折射率变化形成一段光栅结构，使得特定波长的光在光栅中被反射，而其他波长的光则透过光栅。这种反射光强度比较高，可以达到10％至50％不等。WFBG的制备方法是在一段光纤上利用拉伸和紫外线曝光技术制造微弱的折射率变化，形成一个非常短的光栅结构，使得特定波长的光在光栅中被反射，而其他波长的光则透过光栅。这种反射光强度比较弱，通常在1％以下。
弱反射光纤光栅(WFBG)与传统光纤光栅(FBG)的主要区别在于它们的反射光强度。WFBG的反射光强度相对较弱，而FBG的反射光强度相对较强。这种区别导致了以下优点：
更高的灵敏度：WFBG的响应灵敏度比FBG更高，这意味着它可以更容易地检测到微小的应变或温度变化，因此可以实现更多的监测点。
更高的分辨率：WFBG的谐振峰宽度比FBG更窄，这意味着它可以提供更高的光谱分辨率，因此可以实现更多的监测点。
更低的成本：制备WFBG的方法相对于FBG更为简单，成本更低。
可燃性粉尘广泛存在于化工、冶金、纺织、医药、粮食加工、煤炭开采以及粉体制备存储和运输等各个行业和部门，对于这些地方，通常需要凭借粉尘浓度和温度检测装置对作业场所的空气中的浮游粉尘浓度进行监测，以便采取对应的措施，防止因粉尘浓度超标引起爆炸。
目前，为了对可燃性粉尘浓度进行监测，大致有两种方法：一是使用采样器采样，通过称重和计算得出粉尘浓度值；二是用快速测尘仪，现场检测后，读取粉尘浓度。然而，现有的快速测尘仪在测量粉尘浓度的过程中有电荷输出，从而导致容易引起环境粉尘燃爆，存在较大安全隐患。
因此，现有技术中，在对粉尘浓度及环境温度进行测量的过程中，存在由于粉尘环境中存在电荷输出导致存在安全隐患的问题。
为了解决上述问题，本申请提供了一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置和方法，以下分别进行详细说明。
如图1所示，图1为本申请提供的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置一实施例的结构示意图，基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置10包括标准光源11、弱反射光纤光栅12、光纤准直器13、光纤光栅解调仪14以及数据处理模块15；光纤准直器13的两端分别与弱反射光纤光栅12连接，弱反射光纤光栅12与光纤光栅解调仪14连接，数据处理模块15与光纤光栅解调仪14连接；
其中，光纤准直器13中设置有一开放空间，开放空间用于容纳待测区域的粉尘；
标准光源11用于产生标准光并发送至光纤准直器13；
弱反射光纤光栅12用于反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号至光纤光栅解调仪14；
光纤光栅解调仪14用于对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；
数据处理模块15用于根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度。
本实施例中，首先，通过将光纤准直器13设置待测区域中，并基于开放空间容纳待测区域的粉尘；然后，通过标准光源11产生并发射标准光经由弱反射光纤光栅12至光纤准直器13；进一步地，标准光通过光纤准直器13后，由弱反射光纤光栅12中的光栅进行反射，由光纤光栅解调仪14接收并解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号，并将标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号发送至数据处理模块15；最后，由数据处理模块15对标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号进行数据处理，确定待测区域的粉尘浓度和环境温度。
本实施例中，基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置10是通过光信号的变化获取粉尘浓度和环境温度的，并且与粉尘直接接触的光纤准直器13中不存在电荷交换，因此有效避免了安全隐患。
需要说明的是，每一光纤准直器13远离标准光源11一端分布的弱反射光纤光栅12中都至少设置有一个光栅，即，每两个相邻的光纤准直器13之间都至少设置有一个光栅，用于反射通过光纤准直器13后的光，从而实现通过比较标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号确定对应位置的光纤准直器13的粉尘浓度和环境温度。
另外，光纤准直器13包括第一子准直器131和第二子准直器132；
其中，第一子准直器131和第二子准直器132相对固定设置，且开放空间设置于第一子准直器131和第二子准直器132之间；
另外，第一子准直器131和第二子准直器132的光心对齐。
也就是说，本实施例中为了保证标准光仅因待测区域的粉尘发生损耗，在标准光通过第一子准直器131发射至待测区域后，还经由第二子准直器132进行收集，从而得到可靠性较高的检测光。
进一步地，为了保证第一子准直器131和第二子准直器132之间的相对稳定性，如图2所示，图2为本申请提供的光纤准直器一实施例的结构示意图，第一子准直器131和第二子准直器132之间通过固定杆连接；其中，固定杆由钢制材料制成。
进一步地，为了保证准直器13在使用过程中的有效性，还需要在第一子准直器131靠近开放空间的一端设置有第一玻璃窗口133，用于防止粉尘进入第一子准直器131，从而避免使用过程中由于长期灰尘累计，导致标准光从第一子准直器131发出至待测区域时就产生了固有损耗，且难于清理，进而造成后续得到的检测光损耗过多导致测量结果不准的情况。
与第一子准直器131相对应的，还需要在第二子准直器132靠近开放空间的一端设置第二玻璃窗口134，从而隔绝第二子准直器132与待测区域中的灰尘，实现防止在第二子准直器132中积累灰尘。
本实施例中，通过设置第一玻璃窗口133和第二玻璃窗口134，避免子准直器直接与待测区域中的灰尘直接接触，然后通过及时清理玻璃窗口上的附着的灰尘，从而保证后续得到的数据的精度。
在另一具体实施例中，还可以将第一子准直器131和第二子准直器132相对设置，并分别固定粘接在待测区域，从而实现第一子准直器131和第二子准直器132之间的相对固定设置。
进一步地，为了提高弱反射光纤光栅12的使用效率，实现高效获取多个待测区域或者待测区域的多个位置的粉尘浓度，基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置10还包括多个光纤准直器13；
其中，多个光纤准直器13串联在弱反射光纤光栅12上，且相邻两个光纤准直器13之间至少包括弱反射光纤光栅12的一个光栅。
本实施例中，通过在弱反射光纤光栅12上串联多个光纤准直器13，能够获取到光纤准直器13对应的不同位置的粉尘浓度；进一步地，由于光纤光栅解调仪14产生并发射标准光经由弱反射光纤光栅12至光纤准直器13，标准光通过光纤准直器13后，由弱反射光纤光栅12中的光栅进行接收，得到检测光的过程中，需要由光栅去专门承接通过单个光纤准直器13的光信号，因此，相邻两个光纤准直器13之间至少包括弱反射光纤光栅12的一个光栅，以保证通过每一光纤准直器13的检测光都有对应的光栅去承接，从而保证最终结果的精准性和有效度。
为了解决上述问题，本申请还提供了一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法，如图3所示，图3为本申请提供的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法一实施例的流程示意图，包括：
步骤S101：获取标准光信号；
步骤S102：基于标准光源发射标准光至光纤准直器，并基于弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号至光纤光栅解调仪；
步骤S103：基于光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；
步骤S104：基于数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度；
其中，光纤准直器放置于待测区域内。
本实施例中，首先，获取标准光以及标准光信号；然后，发射标准光至光纤准直器，并基于弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号；接下来，基于光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；最后，基于数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度。
本实施例中，通过将光纤准直器放置于待测区域内，并由标准光源发射标准光至光纤准直器，弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号，由光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度；由于本申请中是通过光信号的变化来确定粉尘浓度和环境温度的，并且与粉尘直接接触的光纤准直器中不存在电荷交换，因此不仅实现了同时获取到粉尘浓度和环境温度两个测量结果，还有效避免了安全隐患。
作为优选的实施例，在步骤S104中，为了基于数据处理模块对标准光强信号和检测光强信号进行数据处理，确定待测区域的粉尘浓度，如图4所示，图4为本申请提供的确定待测区域的粉尘浓度一实施例的流程示意图，包括：
步骤S141：构建光强功率与粉尘浓度的函数关系模型；
步骤S142：根据标准光强信号和检测光强信号，确定待测区域的检测光强功率；
步骤S143：根据检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定待测区域的粉尘浓度。
本实施例中，首先，通过构建光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，实现明确光强功率与粉尘浓度之间的函数关系；然后，根据标准光强信号和检测光强信号，确定待测区域的检测光强功率；最后，根据检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定待测区域的粉尘浓度。
在一具体实施例中，在步骤S143中，由于弱反射光纤光栅上还可以串联有多个光纤准直器，每个光纤准直器都对应一个检测光强功率，因此，检测光强功率会对应包括多个；为了根据检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定待测区域的粉尘浓度，如图5所示，图5为本申请提供的确定目标待测区域的粉尘浓度一实施例的流程示意图，包括：
步骤S1431：获取目标待测区域对应的两个相邻检测光强功率；
步骤S1432：根据两个相邻检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，分别确定对应的两个相邻粉尘浓度；
步骤S1433：对两个相邻粉尘浓度进行作差处理，确定目标待测区域的粉尘浓度。
本实施例中，首先，获取目标待测区域对应的两个相邻检测光强功率；然后，根据两个相邻检测光强功率，基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型，分别确定对应的两个相邻粉尘浓度；最后，对两个相邻粉尘浓度进行作差处理，确定目标待测区域的粉尘浓度。
作为优选的实施例，在步骤S1432中，光强功率与粉尘浓度的函数关系模型为：
Pi＝k1+k2Ci
其中，Pi是第i个光栅对应的光强功率，Ci是第i个光栅对应的粉尘浓度，k1和k2均为常数。
在一具体实施例中，k1取值为19.07377，k2取值为-0.3815。
在其他实施例中，还可以根据多次实验结果进行函数拟合，得到k1和k2的具体取值情况。
本实施例中，由于弱反射光纤光栅上的多个光纤准直器是串联的关系，那么，当标准光在经过前一个光纤准直器时发生损耗，进入其相邻的后一个光纤准直器的入射光对应的是前一个光纤准直器输出的光，因此，后一个光纤准直器的入射光是有损耗的标准光，为了保证基于后一个光纤准直器得到的粉尘浓度的准确性，需要对获取到的数据进行处理，本实施例中，是通过将基于光强功率与粉尘浓度的函数关系模型处理后的两个相邻粉尘浓度进行作差处理，确定目标待测区域的粉尘浓度。
需要说明的是，前一个光纤准直器是指靠近光纤光栅解调仪的标准光发射端的光纤准直器，后一个光纤准直器是指与前一个光纤准直器相邻，且远离光纤光栅解调仪的标准光发射端的光纤准直器。
在一具体实施例中，在步骤S1433中，当基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置中只有一个光纤准直器时，得到的是待测区域的唯一的粉尘浓度，此时不涉及到对两个相邻粉尘浓度进行作差。
当基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置中包括两个光纤准直器时，第一个光纤准直器对应的粉尘浓度为C1，第二个光纤准直器对应的粉尘浓度为C2时，对应的第一待测区域的粉尘浓度即为C1，而第二待测区域的粉尘浓度为C2-C1。
需要说明的是，第一个光纤准直器靠近光纤光栅解调仪的标准光发射端，第二光纤准直器相较于第一个光纤准直器，远离光纤光栅解调仪的标准光发射端。
进一步地，当基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置中包括三个光纤准直器时，第三待测区域的粉尘浓度为C3-C2，各个待测区域的粉尘浓度的计算过程与上述过程类似，在此不作赘述。
进一步地，标准光通过待测区域后，还会由于温度变化引起光信号波长发生变化，并且波长变化几乎不受粉尘影响，因此，通过对标准光信号和检测光信号进行波长方面的解调后，还能够根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度。
需要说明的是，光纤光栅解调仪在对标准光信号和检测光信号进行解调的过程中，光强信号和波长信号二者互不影响，因此可实现同时获取涉粉环境的粉尘浓度和环境温度，并且能够保证粉尘浓度和环境温度的结果的可靠性，实现了对涉粉环境的多参数同测。
基于上述技术方案，通过将光纤准直器放置于待测区域内，并由标准光源发射标准光至光纤准直器，弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号，由光纤光栅解调仪对标准光信号和检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；数据处理模块根据标准光强信号和检测光强信号确定粉尘浓度，根据标准波长信号和检测波长信号确定环境温度；由于本申请中是通过光信号的变化来确定粉尘浓度和环境温度的，并且与粉尘直接接触的光纤准直器中不存在电荷交换，因此不仅实现了同时获取到粉尘浓度和环境温度两个测量结果，还有效避免了安全隐患。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，其特征在于，包括：标准光源、弱反射光纤光栅、光纤准直器、光纤光栅解调仪以及数据处理模块；所述光纤准直器的两端分别与所述弱反射光纤光栅连接，所述弱反射光纤光栅与光纤光栅解调仪连接，所述数据处理模块与所述光纤光栅解调仪连接；
其中，所述光纤准直器中设置有一开放空间，所述开放空间用于容纳待测区域的粉尘；
所述标准光源用于产生标准光并发送至所述光纤准直器；
所述弱反射光纤光栅用于反射经过所述待测区域的粉尘之后的检测光信号至所述光纤光栅解调仪；
所述光纤光栅解调仪用于对标准光信号和所述检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；
所述数据处理模块用于根据所述标准光强信号和所述检测光强信号确定粉尘浓度，根据所述标准波长信号和所述检测波长信号确定环境温度。
2.根据权利要求1所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，其特征在于，所述光纤准直器包括第一子准直器和第二子准直器；
其中，所述第一子准直器和所述第二子准直器相对固定设置，且所述开放空间设置于所述第一子准直器和所述第二子准直器之间；
另外，所述第一子准直器和所述第二子准直器的光心对齐。
3.根据权利要求2所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，其特征在于，所述第一子准直器和所述第二子准直器之间通过固定杆连接；
其中，所述固定杆由钢制材料制成。
4.根据权利要求2所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，其特征在于，所述第一子准直器和所述第二子准直器相对设置，并分别固定粘接在待测区域。
5.根据权利要求2所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，其特征在于，所述第一子准直器靠近所述开放空间的一端设置有第一玻璃窗口，所述第一玻璃窗口用于防止粉尘进入所述第一子准直器；
且所述第二子准直器靠近所述开放空间的一端设置有第二玻璃窗口。
6.根据权利要求1所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，其特征在于，包括多个光纤准直器；
其中，所述多个光纤准直器串联在所述弱反射光纤光栅上，且相邻两个所述光纤准直器之间至少包括所述弱反射光纤光栅的一个光栅。
7.一种基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法，其特征在于，所述基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法应用于如权利要求1-6任一项所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测装置，所述基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法包括：
获取标准光信号；
基于标准光源发射标准光至光纤准直器，并基于所述弱反射光纤光栅反射经过待测区域的粉尘之后的检测光信号至光纤光栅解调仪；
基于所述光纤光栅解调仪对所述标准光信号和所述检测光信号进行解调，分别得到标准光强信号、检测光强信号、标准波长信号和检测波长信号；
基于数据处理模块根据所述标准光强信号和所述检测光强信号确定粉尘浓度，根据所述标准波长信号和所述检测波长信号确定环境温度；
其中，所述光纤准直器放置于待测区域内。
8.根据权利要求7所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法，其特征在于，所述基于数据处理模块根据所述标准光强信号和所述检测光强信号确定粉尘浓度，包括：
构建光功率与粉尘浓度的函数关系模型；
根据所述标准光强信号和所述检测光强信号，确定所述待测区域的检测光功率；
根据所述检测光功率，基于所述光功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定所述待测区域的粉尘浓度。
9.根据权利要求8所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法，其特征在于，所述检测光功率包括多个；所述根据所述检测光功率，基于所述光功率与粉尘浓度的函数关系模型，确定所述待测区域的粉尘浓度，包括：
获取目标待测区域对应的两个相邻检测光功率；
根据所述两个相邻检测光功率，基于所述光功率与粉尘浓度的函数关系模型，分别确定对应的两个相邻粉尘浓度；
对所述两个相邻粉尘浓度进行作差处理，确定所述目标待测区域的粉尘浓度。
10.根据权利要求8所述的基于弱反射光纤光栅的涉粉环境多参数同测方法，其特征在于，所述光功率与粉尘浓度的函数关系模型为：
Pi＝k1+k2Ci
其中，Pi是第i个所述光栅对应的所述光功率，Ci是第i个所述光栅对应的所述粉尘浓度，k1和k2均为常数。
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