專利名稱：一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫度傳感，尤其是一種分布式光纖溫度傳感裝置。
背景技術(shù)：
分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)是一種用于實時測量空間溫度場分布的傳感系統(tǒng)。它基 于先進的光時域反射技術(shù)的原理和光纖的背向拉曼散射溫度效應(yīng)，以光纖為載體，由主機、 傳感光纜和其它外部設(shè)備(如備電模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊等)組合而成。分布式光纖傳感技術(shù)具 有抗電磁干擾、大的信號傳輸帶寬等特點。與傳統(tǒng)點式溫度傳感器相比，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的傳感光纜既是傳輸介 質(zhì)，也是傳感器，它能夠連續(xù)測量傳感光纜沿線敷設(shè)區(qū)域的溫度，測量距離在幾千米范圍， 空間定位精度達到米的數(shù)量級，能夠進行不間斷的自動測量，特別適用于需要大范圍多點 測量的應(yīng)用場合，在交通、電力、石化等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)米數(shù)量級的空間分辨率，但若監(jiān)測區(qū)域的 受熱區(qū)域比較短，則系統(tǒng)得到的對監(jiān)測區(qū)域的溫度測量是受熱區(qū)域及周圍空間溫度的平均 效果，這會導(dǎo)致監(jiān)測區(qū)域溫度測量的不準確，同時對熱源的定位也不精確。如在傳感光纜敷設(shè)沿線上有一測量區(qū)域，其周圍的溫度為20°C，在其附近有一 50°C的熱源，若利用分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)測量該區(qū)域的溫度，得到此區(qū)域的溫度可能 為25°C。此時，系統(tǒng)能夠檢測到該測量區(qū)域內(nèi)的溫度發(fā)生了變化，但測得的溫度與實際溫度 相差較大，使得實際測量的溫度不準確。同時，測量的結(jié)果25°C反映的是整個測量區(qū)域的溫 度情況，對熱源的精確定位無法做到。可以看出，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)只能檢測到監(jiān)測區(qū)域內(nèi)溫度的異常狀況，但 卻不能真實反映該區(qū)域溫度的異常程度。同時，若要對某一區(qū)域進行重點監(jiān)測，得到的卻是 該區(qū)域溫度平均的效果，不能反映該區(qū)域溫度的真實情況。因此，對于受熱區(qū)域較小，且需要精確測溫的場合，現(xiàn)有的分布式光纖溫度傳感系 統(tǒng)的應(yīng)用存在較大限制。另外，在實際應(yīng)用過程中，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)要求能盡快響應(yīng)外界溫度，以 便及時發(fā)現(xiàn)火情或者溫度異常情況。而現(xiàn)有分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的外接傳感光纜，為 滿足一定的抗拉和抗壓性能，做了鎧裝或厚被覆處理，受光纜本身導(dǎo)熱性能的限制，傳感光 纜對外界溫度異常的響應(yīng)有一定滯后。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種具有點式精確測溫功能、又 具有連續(xù)分布式監(jiān)測功能的快速響應(yīng)光纖溫度傳感裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，包括主機和傳感光纜，其特 點是所述傳感裝置還包括至少一個傳感單元，每個傳感單元包括傳感光纖。
作為優(yōu)選，所述傳感光纖的長度大于所述裝置的空間分辨率。作為優(yōu)選，所述傳感光纖設(shè)置在容器內(nèi)或固定在支架上。進一步，所述容器內(nèi)部填充導(dǎo)熱介質(zhì)。作為優(yōu)選，所述傳感光纖是裸纖或緊套纖或松套纖。作為優(yōu)選，所述傳感光纜與傳感單元之間采用熔接或活動接頭的方式連接。進一步，所述傳感光纜通過適配器與傳感單元連接。作為優(yōu)選，所述傳感單元接觸熱源。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1、實現(xiàn)對短受熱區(qū)域的精確測溫。由于傳感單元內(nèi)包含一段長度大于系統(tǒng)空間分辨率的傳感光纖，傳感單元感受外界溫度響應(yīng)后將熱量傳遞給內(nèi)部的傳感光纖，能實現(xiàn)對短受熱區(qū)域的精確溫度測量。2、實現(xiàn)分布式溫度監(jiān)測。傳感單元之外的傳感光纜本身也是傳感器，能實現(xiàn)分布式溫度監(jiān)測，不漏點，提高 傳感裝置的可靠性。3、實現(xiàn)對受熱區(qū)域的快速響應(yīng)。傳感單元內(nèi)部填充導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱介質(zhì)，使得傳感光纖更快響應(yīng)外界溫度變 化，提高響應(yīng)時間。4、抗拉力和抗沖擊性能好。由于將傳感光纖盤繞在金屬盒內(nèi)部，減輕了傳感光纖承受的沖力或壓力；同時，傳 感單元外部的傳感光纖承受的拉力不會直接作用在傳感光纖上，使傳感光纖不易斷裂，能 夠保證對監(jiān)測區(qū)域溫度的連續(xù)測量。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例1中傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實施例2中傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實施例3中傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為實施例4中傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1 請參閱圖1、圖2，一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，包括主機、 傳感光纜10和至少兩個傳感單元。所述傳感單元包括金屬盒31和傳感光纖41，傳感光纖41的長度大于傳感裝置所 標稱的空間分辨率，采用盤繞的方式安裝于金屬盒31內(nèi)。所述傳感單元設(shè)置在重點監(jiān)測 點，如高壓開關(guān)柜內(nèi)，使用傳感光纜連接所述傳感單元，所述傳感光纜10與傳感單元之間 采用熔接方式連接。金屬盒31采用導(dǎo)熱性好的金屬材料制成，如不銹鋼、鋁、鈦合金等，只要是該金屬 具有一定的剛性，且能使金屬盒具有一定的抗壓性能即可。本實施例選用不銹鋼。
由于金屬盒31采用導(dǎo)熱性好的不銹鋼制作，能夠?qū)⑼獠繙囟刃畔⒖焖賯髦羶?nèi)部 傳感光纖41，使系統(tǒng)及時響應(yīng)外部溫度的變化，縮短了光纖溫度傳感系統(tǒng)的溫度響應(yīng)時間。 同時當(dāng)有外界沖力或壓力作用在傳感單元時，由于不銹鋼材料具有一定的剛性，能夠及時 保護內(nèi)部的傳感光纖41，免受損壞。國標規(guī)定分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的系統(tǒng)空間分辨率要小于等于3米，則能夠?qū)?現(xiàn)點式精確測溫，傳感單元內(nèi)部的傳感光纖的長度要大于3米。本實施例傳感光纖的長度 至少為5米。由于傳感單元內(nèi)包含一段長度大于系統(tǒng)空間分辨率的傳感光纖，傳感單元感受外 界溫度響應(yīng)后將熱量傳遞給內(nèi)部的傳感光纖，由于受熱光纖長度大于空間分辨率，能實現(xiàn) 對短受熱區(qū)域的精確溫度測量。傳感單元之外的傳感光纜10本身也是傳感器，能實現(xiàn)分布式溫度監(jiān)測，不漏點， 提高傳感裝置的可靠性。還可以使傳感單元貼著熱源，從而定位傳感器的位置。實施例2 一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，與實施例1不同的是請參閱圖3，在金屬盒31的內(nèi)部填充導(dǎo)熱介質(zhì)51。導(dǎo)熱介質(zhì)可以為硅脂或硅油等 能夠傳到熱的材料即可。本實施例選用硅脂。金屬盒31感知的外界溫度通過硅脂快速傳給盤繞在金屬盒31內(nèi)部的傳感光纖 41，進一步提高傳感光纖41的熱響應(yīng)效率。實施例3 一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，與實施例1不同的是1、請參閱圖4，傳感光纖42采用盤繞的方式安裝于金屬盒32內(nèi)；傳感光纖42的 兩端安裝有光纖接頭8和光纖接頭9 ；適配器6和適配器7安裝在金屬盒32的外壁上 ’傳 感光纖42通過光纖接頭8和光纖接頭9分別固定在適配器6和適配器7上。傳感單元兩 邊的傳感光纜10的兩端也分別設(shè)置有光纖接頭，并與適配器6和適配器7相連接。傳感光纖42和傳感光纜10的兩端分別設(shè)置有光纖接頭，并通過適配器相連接，這 種采用活動接頭連接的方式可以減少現(xiàn)場熔接次數(shù)，施工更方便、快速，而且很容易實現(xiàn)傳 感單元的更換，后期維護簡單；同時，當(dāng)外界有拉力作用在傳感光纜10上時，傳感光纜10 — 端的光纖接頭承受張力，若拉力過大，導(dǎo)致傳感光纜斷裂，可以將斷裂部分剪斷，接上光纖 接頭繼續(xù)使用，而不會影響到傳感單元金屬盒內(nèi)的傳感光纖42，能夠保證對監(jiān)測區(qū)域溫度 的連續(xù)測量。2、金屬盒32的內(nèi)部填充導(dǎo)熱介質(zhì)52，如導(dǎo)熱膏。3、所述金屬盒32采用導(dǎo)熱性能良好的鈦合金制作。由于金屬盒32采用導(dǎo)熱性好的鈦合金制作，能夠?qū)⑼獠繙囟刃畔⒖焖賯髦羶?nèi)部 傳感光纖42，使系統(tǒng)及時響應(yīng)外部溫度的變化，縮短了光纖溫度傳感系統(tǒng)的溫度響應(yīng)時間。 同時當(dāng)有外界沖力或壓力作用在傳感單元時，由于鈦合金材料具有一定的剛性，能夠及時 保護內(nèi)部的傳感光纖42，免受損壞。4、傳感光纖42的長度大于的系統(tǒng)的空間分辨率，長度選為4米。由于傳感單元內(nèi)包含一段長度大于系統(tǒng)空間分辨率的傳感光纖，傳感單元感受外界溫度響應(yīng)后將熱量傳遞給內(nèi)部的傳感光纖，由于受熱光纖長度大于空間分辨率，能實現(xiàn) 對短受熱區(qū)域的精確溫度測量。傳感單元之外的傳感光纜10本身也是傳感器，能實現(xiàn)分布式溫度監(jiān)測，不漏點， 提高傳感裝置的可靠性。實施例4 如圖5所示，一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，與實施例3不同 的是1、每個傳感單元的傳感光纖固定在支架62上，使得傳感光纖與空氣直接接觸，直 接感知外界的溫度，提高了測量的精度，也降低了測量時間。2、采用了支架，也就不再使用導(dǎo)熱膏等導(dǎo)熱介質(zhì)。上述實施方式不應(yīng)理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。本發(fā)明的關(guān)鍵是通過設(shè)置 內(nèi)部包含有長度大于系統(tǒng)空間分辨率的傳感光纖的傳感單元，實現(xiàn)對重點監(jiān)測區(qū)域的點式 精確測溫。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，對本發(fā)明做出的任何形式的改變均應(yīng)落入本發(fā) 明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，包括主機和傳感光纜，其特征在于所述傳感裝置還包括至少一個傳感單元，每個傳感單元包括傳感光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述傳感光纖的長度大于所述 裝置的空間分辨率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述傳感光纖設(shè)置在容器內(nèi)或 固定在支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述容器內(nèi)部填充導(dǎo)熱介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述傳感光纖是裸纖或緊套纖 或松套纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述傳感光纜與傳感單元之間 采用熔接或活動接頭的方式連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述傳感光纜通過適配器與傳 感單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感裝置，其特征在于所述傳感單元接觸熱源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有點式精確測溫的分布式光纖溫度傳感裝置，包括主機和傳感光纜，特點是所述傳感裝置還包括至少一個傳感單元，每個傳感單元包括傳感光纖。本發(fā)明具有對短受熱區(qū)域溫度測量準確度高、實現(xiàn)分布式溫度監(jiān)測、溫度響應(yīng)快及抗壓力及拉力性能好等優(yōu)點。
文檔編號G02B6/255GK101995307SQ20101050096
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月3日
發(fā)明者涂勤昌, 顧海濤 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司;無錫聚光盛世傳感網(wǎng)絡(luò)有限公司