CN204422102U - 光纤温度实时监测与动态标定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具体涉及一种光纤温度实时监测与动态标定装置，包括外层壳体、紫铜柱、温度传感器、TEC制冷片、散热片、安装板，所述外层壳体与安装板相连，所述安装板通过尼龙螺钉与散热片固定，由外层壳体、安装板和散热片形成了一个腔体，所述紫铜柱、TEC制冷片与温度传感器均位于腔体内部，所述腔体内部还填充隔热材料。该装置能在较小的空间内对光纤温度进行精确控制，从而快速准确的提供给用户稳定的光纤标定环境。在标定完成后，用户还可以对光纤温度进行监测，若发现标定好的光纤温度与温度传感器检测温度产生较大误差，分布式光纤测温系统还可以再动态的对光纤进行温度标定，提高了系统的稳定性与可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤温度检测与标定技术领域，具体涉及一种光纤温度实时监测与动态标定装置。
背景技术
分布式光纤测温系统具有抗电磁干扰能力强、测量区域广、稳定性好、成本低和布线容易等特点。经过几十年的发展，其基本理论已十分完善，已经有许多较为成熟的产品投入了市场。
分布式光纤测温系统在实际使用前需要对光纤进行标定，以使光纤测温准确无误。目前，人工对光纤进行标定的过程比较繁杂，用时较长。首先，需要准备恒温水槽，将光纤的一部分放入水槽中；然后，改变水槽温度并读取水槽温度数据；最后，将水温数据与光纤测温数据进行拟合后得到标定系数。在标定过程中由于人为或设备影响，容易产生标定误差，标定过程持续时间长，不利于大规模生产。分布式光纤测温系统在使用过程中由于光纤断裂、腐蚀或由于激光源长时间使用，功率下降等因素，都会造成光纤检测温渡漂移，都需要对光纤进行重复标定。
中国专利文献(申请号：200920087534.7)公开了一种光纤温度定标恒温盒，该恒温盒包括恒温盒盖板、紫铜恒温盒圆轴、温度传感器、半导体制冷器和散热器；其连接方式是，紫铜恒温盒圆轴上安装有温度传感器，温度传感器安装在紫铜恒温盒圆轴表面，温度定标段光纤绕置于紫铜恒温盒圆轴上，半导体制冷器置于紫铜恒温盒底部，散热器置于半导体制冷器的另一面。该恒温盒具有体积小，结构简单和易维护的优势。但存在如下缺陷：
1、该恒温盒缺乏必要的隔热措施，紫铜恒温盒圆轴易与外界产生热量交换，导致温度标定不精确。
2、紫铜恒温盒圆轴上缠绕的待测光纤一般为十几米，圈数较多，直接缠绕的方式并不能使光纤与圆轴紧密贴合，光纤温度的传递会受影响。
3、缺乏必要的散热措施。
发明内容
本实用新型为了克服现有技术的上述缺陷，提出了一种光纤温度实时监测与动态标定装置。
本实用新型提供了一种光纤温度实时监测与动态标定装置，包括外层壳体、紫铜柱、温度传感器、TEC制冷片、散热片，所述紫铜柱置于外层壳体内，所述TEC制冷片置于紫铜柱底部，所述散热片置于TEC制冷片的一面，所述温度传感器安装在紫铜柱顶部。本实用新型在现有技术的基础上还作出了如下改进：
本实用新型的光纤温度实时监测与动态标定装置还包括安装板，所述外层壳体与安装板相连，所述安装板与散热片固定连接，由外层壳体、安装板和散热片形成了一个腔体，所述紫铜柱、TEC制冷片与温度传感器均位于腔体内部，所述腔体内部还填充隔热材料。
优选的，所述隔热材料采用玻纤棉。
进一步的，所述安装板与散热片之间夹有隔热垫。
优选的，所述隔热垫采用硅胶隔热垫或者气凝胶隔热垫。
进一步的，所述紫铜柱带有外螺纹。
更进一步的，还包括紫铜材料制成的外层夹紧壳，所述外层夹紧壳带有内螺纹，其套在紫铜柱外部，并通过紫铜螺钉固定在紫铜柱上。
更进一步的，所述外层夹紧壳外表面上也安装有温度传感器。
进一步的，所述TEC制冷片通过导热胶与紫铜柱紧密相连。
进一步的，还包括轴流风扇，所述轴流风扇安装在散热片底部。
更进一步的，所述散热片上设有光纤接口和控制接口。
进一步的，所述安装板与散热片通过尼龙螺钉连接。
本实用新型的有益效果为：
1、在由外层壳体、安装板和散热片形成的腔体内填充隔热材料，并在安装板与散热片之间夹隔热垫，紫铜柱与TEC制冷片用导热胶粘贴，彻底阻绝了紫铜柱和外层夹紧壳与外界热量的交换，保持温度恒定，大大提高了光纤温度标定与监测的精确程度。
2、在对光纤温度进行监测前，将光纤缠绕在紫铜柱的外螺纹上，缠绕完毕后在光纤上涂导热硅脂以起到导热和固定的作用，再将外层夹紧壳通过紫铜螺钉紧固在紫铜柱上，让外层夹紧壳靠紧紫铜柱，以起到固定和增加光纤传热面积的作用，使光纤温度可以快速的上升或下降，大大提高了装置的响应速度。
3、将轴流风扇固定在散热片上，轴流风扇可以在散热片温度过高的时候启动，加快散热。
4、结构简单、体积小巧、安装方便，可以适应多种工作环境，可以安装在不同设备中。具有很好的绝热性和密封性，在长时间工作中只需较小的功率维持温度恒定。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
附图标记：
1.外层壳体，2.安装板，3.散热片，4.紫铜柱，5.外层夹紧壳，6.TEC制冷片，7.轴流风扇，8.尼龙螺钉，9.紫铜螺钉，10-1.温度传感器，10-2.温度传感器，10-3.温度传感器，11.硅胶隔热垫，12.光纤接口，13.控制接口,14.玻纤棉。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
本实施例提供的光纤温度实时监测与动态标定装置，包括外层壳体1、安装板2、散热片3、紫铜柱4、外层夹紧壳5、TEC制冷片6、三个温度传感器、轴流风扇7，所述外层壳体1与安装板2相连，所述安装板2通过尼龙螺钉8与散热片3固定，由外层壳体1、安装板2和散热片3形成了一个腔体，所述紫铜柱4、外层夹紧壳5、TEC制冷片6与三个温度传感器均位于腔体内部，所述腔体内部剩余空间填充满玻纤棉14。所述紫铜柱4带有外螺纹，所述外层夹紧壳5带有内螺纹，其套在紫铜柱4外部，并通过紫铜螺钉9固定在紫铜柱4上。所述温度传感器10-1安装在紫铜柱4顶部，所述温度传感器10-2和温度传感器10-3安装在外层夹紧壳5外表面上。所述TEC制冷片6通过导热胶粘贴在紫铜柱4底部。所述安装板2与散热片3之间夹有硅胶隔热垫11。所述外层夹紧壳5也由紫铜材料制成。所述轴流风扇7安装在散热片3底部。所述散热片3上设有光纤接口12和控制接口13。
本实施例装置在使用时，首先，将光纤缠绕在紫铜柱4外螺纹上，按层次紧密缠绕，缠绕长度一般在10米到15米之间。缠绕完毕后在光纤上涂导热硅脂以起到导热和固定的作用。然后，将外层夹紧壳5通过紫铜螺钉9紧固在紫铜柱4上，让外层夹紧壳5靠紧紫铜柱4，以起到固定和增加光纤传热面积的作用，使光纤温度可以快速的上升或下降，提高装置的响应速度。
本实施例装置中一共有三个温度传感器，每个温度传感器均有相应的控制线，TEC制冷片6有两根导线，这些控制线和导线与控制接口13相连。外部控制系统通过控制接口13来控制TEC制冷片6制热或制冷来向紫铜柱4和外层夹紧壳5传递或吸收能量从而改变光纤的温度。外部控制系统采用典型的温度反馈控制系统，并采用PID控制算法控制纹波较小的线性电源为TEC制冷片6进行供电。当三个温度传感器的数值之差稳定在一定的阈值范围内的时候，系统达到恒温状态。温度传感器在获取紫铜柱4及外层夹紧壳5温度信息后，传递给外部控制系统判定温度信息，及时调整施加在TEC制冷片6上的电流大小与方向，最终实现对紫铜柱4和外层夹紧壳5温度的精确控制。为防止缠绕在紫铜柱4上的光纤因弯曲过大而导致光损，紫铜柱4外螺纹半径需大于光纤损耗的最小弯曲半径。
本实施例装置能在较小的空间内对光纤温度进行精确控制，从而快速准确的提供给用户稳定的光纤标定环境。在标定完成后，用户还可以对光纤温度进行监测，若发现标定好的光纤温度与温度传感器检测温度产生较大误差，分布式光纤测温系统还可以再动态的对光纤进行温度标定，提高了系统的稳定性与可靠性。
Claims (9)
1.一种光纤温度实时监测与动态标定装置，包括外层壳体、紫铜柱、温度传感器、TEC制冷片、散热片，所述紫铜柱置于外层壳体内，所述TEC制冷片置于紫铜柱底部，所述散热片置于TEC制冷片的一面，所述温度传感器安装在紫铜柱顶部，其特征在于：还包括安装板，所述外层壳体与安装板相连，所述安装板与散热片固定连接，由外层壳体、安装板和散热片形成了一个腔体，所述紫铜柱、TEC制冷片与温度传感器均位于腔体内部，所述腔体内部还填充隔热材料。
2.如权利要求1所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：所述安装板与散热片之间夹有隔热垫。
3.如权利要求1所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：所述紫铜柱带有外螺纹。
4.如权利要求3所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：还包括由紫铜材料制成的外层夹紧壳，所述外层夹紧壳带有内螺纹，其套在紫铜柱外部，并通过紫铜螺钉固定在紫铜柱上。
5.如权利要求4所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：所述外层夹紧壳外表面上也安装有温度传感器。
6.如权利要求1所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：所述TEC制冷片通过导热胶与紫铜柱紧密相连。
7.如权利要求1所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：还包括轴流风扇，所述轴流风扇安装在散热片底部。
8.如权利要求7所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：所述散热片上设有光纤接口和控制接口。
9.如权利要求1所述的光纤温度实时监测与动态标定装置，其特征在于：所述安装板与散热片通过尼龙螺钉固定连接。
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