CN203629606U - 光纤光栅温湿传感器及温湿度检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光纤光栅温湿传感器，包括光栅及包覆在光栅外部的植物纤维层。将光纤光栅对温度的敏化与植物纤维对湿度的敏化相结合，能对温度信息和湿度信息同时进行采集，实际使用时，可在一根光纤上布置多个该光纤光栅温湿传感器，大大减少布线工程量与成本，简化了施工复杂度与调试难度，避免了电磁干扰的影响；本实用新型还提供一种温湿度检测系统，包括光纤光栅温湿传感器、DWDM波分复用器、可调谐窄带激光发生器、光电转换器、采样与ADC转换单元电路和ARM单片机，能够对温湿度情况同时进行检测，在简化布线与施工的情况下对环境进行大面积温湿度检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及温湿度检测领域，其具体涉及一种光纤光栅温湿传感器及包含该光纤光栅温湿传感器的温湿度检测系统。
背景技术
实验室中，需要在空间密布温湿度检测点，从而获得变化条件下房间的温湿度；在粮食储存仓库中，需要检测粮仓环境、粮食内部的温湿度，从而防止粮食变质；一栋装备了中央空调系统的星级宾馆或工厂，包含许多温湿度不同的房间，必须检测每个空调对象的温湿度参数，系统才能做出正确的调节；冷热源系统如果要采用地源热泵技术，需要打试验井，必须要检测试验井垂直方向的温度分布。可见，许多应用领域需要检测大量的温湿度参数，对于大范围多面积的温湿度检测同时要求多个温湿度检测点构成检测网络。
常温温湿度测量装置有许多不同的种类，目前比较常用的的是电子式温湿度传感器进行检测，如果检测像空调房间、土壤、管沟等对象中的温度、相对湿度，因为这些参数并不是均匀的分布，想要实时检测其温湿度的分布情况，必须布置多个温湿度检测点。因此，常规电子式温湿度检测的布线工程大，复杂程度高。以电影院播放厅为例，随着室外温度、太阳照射、室内人员、灯光、放映设备、风口布置及送风量的变化，室内的温湿度及气流速度可能呈现很大的不同。在一个1平方米的地面附近，如果要检测每隔半米的空间内的温湿度，就需要4个电子式温湿度传感器，100平方米就400个电子式温湿度传感器，可见，施工过程复杂，走线成本很高。
另外，采用电子式温湿度传感器的检测系统，在复杂的电磁环境下，可能出现意想不到的问题。根据电磁理论，电子系统因为布线、元器件等都是电磁元件，会与外界电磁环境相互作用，从而深受外界电磁环境的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种光纤光栅温湿传感器，将光纤光栅对温度的敏化与植物纤维对湿度的敏化相结合，能对温度信息和湿度信息同时进行采集，且大大减少布线工程量与成本，简化了施工复杂度与调试难度，避免了电磁干扰的影响；本实用新型还提供一种温湿度检测系统，能够对温湿度情况同时进行检测，在简化布线与施工的情况下对环境进行大面积温湿度检测。
为了达到上述技术目的，本实用新型提供的一种光纤光栅温湿传感器采用以下技术方案：
一种光纤光栅温湿传感器，包括光栅及包覆在光栅外部的植物纤维层，所述的植物纤维外设有多孔外壳，所述的植物纤维层的两端设有热熔用纤，所述的多孔外壳通过护套固定于所述的热熔用纤上。
由于具有上述结构，本实用新型提供的一种光纤光栅温湿传感器相比现有技术具有以下优点：在光栅外部包覆植物纤维层做成光纤光栅温湿传感器，将光纤光栅对温度的敏化与植物纤维对湿度的敏化相结合，实际使用时，可在一根光纤上布置多个该光纤光栅温湿传感器，大大减少布线工程量与成本，简化了施工复杂度与调试难度，而且该光纤光栅温湿传感器避免了电磁干扰的影响。
本实用新型还提供一种温湿度检测系统，包括：上述的光纤光栅温湿传感器，用于采集温湿度信号；激光器，用于发射激光;DWDM波分复用器，用于对所述的激光器发射的激光进行合成后发送给所述的光纤光栅温湿传感器，并对从光纤光栅温湿传感器反馈的波长发生变化的激光进行分解；光纤耦合器，用于连接所述的光纤光栅温湿传感器与DWDM波分复用器；可调谐窄带激光发生器，用于提供一定的波长标准，对分解后的发生波长变化的激光进行筛选得到所需要波长的激光；光电转换器，用于将所需要波长的激光从光信号转换成电信号；采样与ADC转换单元电路，用于将电信号转换成数字信号；ARM单 片机，用于对所述的数字信号进行分析处理。
作为上述方案的优选，所述的DWDM波分复用器包括第一DWDM波分复用器，用于对所述的激光器发射的激光进行合成后发送给所述的光纤光栅温湿传感器，及第二DWDM波分复用器，用于对从光纤光栅温湿传感器反馈的波长发生变化的激光进行分解。
作为上述方案的优选，还包括通信模块，用于使所述的ARM单片机与外部设备进行通信，所述的通信模块包括网络通信模块，所述的网络通信模块包括WIFI单元与以太网控制器。
作为上述方案的优选，所述的通信模块还包括人机接口，用于所述的ARM单片机与键盘及显示器相连接实现通信。
作为上述方案的优选，所述的通信模块还包括RS485接口和/或RS232接口和/或USB接口，用于使所述的ARM单片机与智能控制器实现通信。
作为上述方案的优选，所述的通信模块还包括neuron单元，用于使所述的ARM单片机与采用lonwork协议的楼宇自动化控制设备实现通信。
由于具有上述结构，本实用新型提供的一种温湿度检测系统相比现有技术具有以下优点：
1、本实用新型提供的一种温湿度检测系统，能够对温湿度情况同时进行检测，在简化布线与施工的情况下对环境进行大面积温湿度检测。
2、包含两个DWDM波分复用器，将对激光的合成与分解分别用单独的DWDM波分复用器来实现。
3、WIFI单元使该温湿度检测系统能与外部设备进行无线通信，以太网控制器使该温湿度检测系统能与外部设备进行有线通信。
4、人机接口使得可以通过键盘对该温湿度检测系统进行输入，可以通过显示器对该温湿度检测系统进行输出。
5、通过RS485接口和/或RS232接口和/或USB接口，使得该温湿度检测 系统能与其他的智能控制器相连接实现通信。
6、通过neuron单元，使得该温湿度检测系统能与采用lonwork协议的楼宇自动化控制设备相连接实现通信。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种光纤光栅温湿传感器的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种温湿度检测系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供一种光纤光栅温湿传感器，包括光栅1、包覆在光栅外部的植物纤维层2。实际使用时，所述的光纤光栅传感器还可以包括包裹在植物纤维层外的多孔外壳3、设置于所述的光栅与植物纤维层两端的热熔用纤4、将多孔外套固定于所述的热熔用纤上的护套5。在光栅外部包覆植物纤维层做成光纤光栅温湿传感器，将光纤光栅对温度的敏化与植物纤维对湿度的敏化相结合，使用时，可在一根光纤上布置多个光纤光栅温湿传感器，大大减少布线工程量与成本，简化了施工复杂度与调试难度，而且该光纤光栅温湿传感器避免了电磁干扰的影响。
如图2所示，本实用新型还提供一种温湿度检测系统，包括：
（1）图1所述的光纤光栅温湿传感器，用于采集温湿度信号，可将所述的 多个光纤光栅温湿传感器布置在一条光纤上，多条布置有光纤光栅温湿传感器的光纤组成一个光纤光栅温湿传感器网络，对环境进行大面积的温湿度信息采集；
（2）8阵列VCSEL激光器，用于发射激光;
（3）DWDM波分复用器，所述的DWDM波分复用器包括第一DWDM波分复用器，用于对所述的激光器发射的激光进行合成后发送给所述的光纤光栅温湿传感器，及第二DWDM波分复用器，用于对从光纤光栅温湿传感器反馈的波长发生变化的激光进行分解；
（3）光纤耦合器，用于连接所述的光纤光栅温湿传感器与DWDM波分复用器；
（4）可调谐窄带激光发生器，用于提供一定的波长标准，对分解后的发生波长变化的激光进行筛选得到所需要波长的激光；
（5）8阵列光电转换器，用于将所需要波长的激光从光信号转换成电信号；
（6）采样与ADC转换单元电路，用于将电信号转换成数字信号；
（7）ARM单片机，用于对所述的数字信号进行分析处理，所述的ARM单片机的型号为S3C2410。
（8）通信模块，用于使所述的ARM单片机与外部设备进行通信，所述的通信模块包括：
网络通信模块，所述的网络通信模块包括WIFI单元，该WIFI单元可以采用DIGI公司的XBEE或XBEE PRO，与以太网控制器，该以太网控制器可以采NetBurner公司的MOD5213；
人机接口，用于所述的ARM单片机与键盘及显示器相连接实现通信；
RS485接口和/或RS232接口和/或USB接口，用于使所述的ARM单片机与智能控制器实现通信，所述的RS485接口和/或RS232接口可以与PLC或DDC(Direct Digital Control的简称)相连，所述的USB接口可以与PC相连；
neuron单元，用于使所述的ARM单片机与采用lonwork协议的楼宇自动化控制设备实现通信，所述的neuron单元可以为FT3120或FT3150。
本实用新型提供的一种温湿度检测系统，能够对温湿度情况同时进行检测，在简化布线与施工的情况下对环境进行大面积温湿度检测；包含两个DWDM波分复用器，将对激光的合成与分解分别用单独的DWDM波分复用器来实现；WIFI单元使该温湿度检测系统能与外部设备进行无线通信，以太网控制器使该温湿度检测系统能与外部设备进行有线通信；人机接口使得可以通过键盘对该温湿度检测系统进行输入，可以通过显示器对该温湿度检测系统进行输出；通过RS485接口和/或RS232接口和/或USB接口，使得该温湿度检测系统能与其他的智能控制器相连接实现通信；通过neuron单元，使得该温湿度检测系统能与采用lonwork协议的楼宇自动化控制设备相连接实现通信。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种光纤光栅温湿传感器，其特征在于，包括光栅及包覆在光栅外部的植物纤维层，所述的植物纤维外设有多孔外壳，所述的植物纤维层的两端设有热熔用纤，所述的多孔外壳通过护套固定于所述的热熔用纤上。
2.一种温湿度检测系统，其特征在于，包括：
权利要求1所述的光纤光栅温湿传感器，用于采集温湿度信号；
激光器，用于发射激光;
DWDM波分复用器，用于对所述的激光器发射的激光进行合成后发送给所述的光纤光栅温湿传感器，并对从光纤光栅温湿传感器反馈的波长发生变化的激光进行分解；
光纤耦合器，用于连接所述的光纤光栅温湿传感器与DWDM波分复用器；
可调谐窄带激光发生器，用于提供一定的波长标准，对分解后的发生波长变化的激光进行筛选得到所需要波长的激光；
光电转换器，用于将所需要波长的激光从光信号转换成电信号；
采样与ADC转换单元电路，用于将电信号转换成数字信号；
ARM单片机，用于对所述的数字信号进行分析处理。
3.根据权利要求2所述的温湿度检测系统，其特征在于，所述的DWDM波分复用器包括第一DWDM波分复用器，用于对所述的激光器发射的激光进行合成后发送给所述的光纤光栅温湿传感器，及第二DWDM波分复用器，用于对从光纤光栅温湿传感器反馈的波长发生变化的激光进行分解。
4.根据权利要求3所述的温湿度检测系统，其特征在于，还包括通信模块，用于使所述的ARM单片机与外部设备进行通信，所述的通信模块包括网络通信模块，所述的网络通信模块包括WIFI单元与以太网控制器。
5.根据权利要求4所述的温湿度检测系统，其特征在于，所述的通信模块还包括人机接口，用于所述的ARM单片机与键盘及显示器相连接实现通信。
6.根据权利要求4所述的温湿度检测系统，其特征在于，所述的通信模块还包括RS485接口和/或RS232接口和/或USB接口，用于使所述的ARM单片机与智能控制器实现通信。
7.根据权利要求4所述的温湿度检测系统，其特征在于，所述的通信模块还包括neuron单元，用于使所述的ARM单片机与采用lonwork协议的楼宇自动化控制设备实现通信。
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| CN108680200A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 山东省科学院激光研究所 | 环境监测系统、方法及装置 |
| CN113446708A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-28 | 济南量子技术研究院 | 一种温湿度信号实时传递装置及方法 |
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