一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖光柵傳感技術(shù)和分布式光纖傳感技術(shù)都可以用于溫度監(jiān)測，但兩者的工作原理和技術(shù)性能指標(biāo)都有所差異。光纖光柵傳感技術(shù)是目前國內(nèi)研究的熱點(diǎn)之一。FBG傳感器具有靈敏度高，可靠性好，在一根光纖內(nèi)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量。利用光纖光柵溫度、應(yīng)變敏感的特性，通過傳感頭的設(shè)計(jì)/封裝，能夠使光纖光柵產(chǎn)生軸向形變的物理量，均可通過光纖光柵來測量，它可以測量各種物理參數(shù):溫度、應(yīng)變、壓力、位移、加速度等，雖然測量參數(shù)和定位精度都比較準(zhǔn)確，但是只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)式測量，存在測量盲區(qū)。
[0003]分布式光纖拉曼溫度傳感器是這十多年來發(fā)展起來的一種用于實(shí)時(shí)測量空間溫度場的高新技術(shù)，它利用光纖拉曼散射效應(yīng)測溫。在一根光纖上采集幾萬個(gè)點(diǎn)的溫度信息并能進(jìn)行空間定位，光纖所處空間各點(diǎn)的溫度場調(diào)制了光纖中的背向拉曼散射的強(qiáng)度，經(jīng)波分復(fù)用器和光電檢測器采集帶有溫度信息的背向拉曼散射信號，再經(jīng)信號處理，解調(diào)后將溫度信息實(shí)時(shí)的從噪聲中提取出來并進(jìn)行顯示。雖然測量參數(shù)可以滿足要求，但是定位功能是由OTDR技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，存在一定的測量誤差。
[0004]近年來，由于公路隧道重特大安全事故頻頻發(fā)生，給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了巨大的損失，而隨著我國公路網(wǎng)交通線不斷向崇山峻嶺、離岸深水延伸，公路隧道的總量和建設(shè)規(guī)模將不斷增大，因此完善隧道的安全管理體系，提高隧道消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性顯得尤為迫切。所以，目前對測溫系統(tǒng)的測量區(qū)域、測量準(zhǔn)確性和定位精度都有一個(gè)較高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置。
[0006]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述分布式測溫裝置由信息處理模塊1、控制光纖2、分布式傳感光纖3、光纖光柵傳感光纖4和溫度標(biāo)定盒5組成；所述信息處理模塊I通過控制光纖2、分布式傳感光纖3和光纖光柵傳感光纖4與溫度標(biāo)定盒5的一側(cè)相連；所述分布式傳感光纖3還從溫度標(biāo)定盒5的另一側(cè)穿出。
[0007]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述信息處理模塊I包括均與溫度及定位信息校準(zhǔn)模塊11相連的脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12和寬帶光源及其解調(diào)模塊13 ;所述脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12連接控制光纖2和分布式傳感光纖
3;所述寬帶光源及其解調(diào)模塊13連接光纖光柵傳感光纖4。
[0008]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述標(biāo)定盒5包括位于溫度控制模塊51上的光纖光柵測溫部分52 ;所述控制光纖2和分布式傳感光纖3均連接溫度控制模塊51 ;所述光纖光柵傳感光纖4連接光纖光柵測溫部分52。
[0009]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述信息處理模塊I用于發(fā)射脈沖激光來控制溫度標(biāo)定盒5的溫度變化和實(shí)現(xiàn)分布式傳感光纖3的測量，同時(shí)發(fā)射寬帶光源，通過光纖光柵傳感光纖4來精確測量溫度標(biāo)定盒5中的溫度，將溫度信息和位置信息進(jìn)行解析和校準(zhǔn)。
[0010]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述控制光纖2，通過脈沖光源來對整個(gè)溫度標(biāo)定盒5進(jìn)行溫度控制，并對該標(biāo)定盒內(nèi)的溫度場進(jìn)行加熱，從而標(biāo)定位置變化和測溫誤差。
[0011]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述分布式傳感光纖3基于拉曼測溫原理進(jìn)行溫度測量。
[0012]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述光纖光柵傳感光纖4對在溫度標(biāo)定盒5內(nèi)的分布式傳感光纖3進(jìn)行溫度校準(zhǔn)。
[0013]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12用于發(fā)射脈沖激光，通過拉曼散射測溫原理來進(jìn)行分布式光纖3的溫度測量，并通過脈沖對溫度標(biāo)定盒5進(jìn)行溫度控制，用實(shí)際標(biāo)定盒的位置信息來對OTDR測量的位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)，從而提高定位精度。
[0014]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述寬帶光源及其解調(diào)模塊13通過精確測量標(biāo)定盒內(nèi)的溫度，來對脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12中所測的標(biāo)定盒溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0015]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述溫度和定位信息校準(zhǔn)模塊11能將脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12和寬帶光源及其解調(diào)模塊13的采集信息進(jìn)行綜合處理，同時(shí)提高測溫精度和定位精度。
[0016]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述溫度控制模塊51能通過控制光纖來控制標(biāo)定盒內(nèi)整體的溫度，將分布式光纖和光纖光柵歸在同一溫度場內(nèi)。
[0017]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述光纖光柵測溫部分52用來精確測量標(biāo)定盒內(nèi)的溫度，對分布式光纖的溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的能精確定位和測量的分布式測溫裝置將分布式光纖的分布式無盲區(qū)測量和光纖光柵的精確測量相結(jié)合，并配有用于位置標(biāo)定的標(biāo)定盒來彌補(bǔ)分布式光纖定位的不準(zhǔn)確性，最后不僅實(shí)現(xiàn)了分布式光纖的分布式測量，而且通過光纖光柵校準(zhǔn)提高了測量精度，通過標(biāo)定盒標(biāo)定提高了定位精度。
【附圖說明】
[0019]圖1:分布式測溫裝置示意圖；圖2:信息處理模塊；圖3:溫度標(biāo)定盒；信息處理模塊-1、溫度及定位信息校準(zhǔn)模塊-11、脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊-12、寬帶光源及其解調(diào)模塊-13、控制光纖-2、分布式傳感光纖-3、光纖光柵傳感光纖-4、溫度標(biāo)定盒-5、溫度控制模塊-51、光纖光柵測溫部分-52。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型所述的能精確定位和測量的分布式測溫裝置做進(jìn)一步說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0021]實(shí)施例1
[0022]—種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述分布式測溫裝置由信息處理模塊
1、控制光纖2、分布式傳感光纖3、光纖光柵傳感光纖4和溫度標(biāo)定盒5組成；所述信息處理模塊I通過控制光纖2、分布式傳感光纖3和光纖光柵傳感光纖4與溫度標(biāo)定盒5的一側(cè)相連；所述分布式傳感光纖3還從溫度標(biāo)定盒5的另一側(cè)穿出。所述信息處理模塊I包括均與溫度及定位信息校準(zhǔn)模塊11相連的脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12和寬帶光源及其解調(diào)模塊13 ;所述脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12連接控制光纖2和分布式傳感光纖3 ;所述寬帶光源及其解調(diào)模塊13連接光纖光柵傳感光纖4。所述標(biāo)定盒5包括位于溫度控制模塊51上的光纖光柵測溫部分52 ;所述控制光纖2和分布式傳感光纖3均連接溫度控制模塊51 ;所述光纖光柵傳感光纖4連接光纖光柵測溫部分52。
[0023]本實(shí)用新型所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，所述信息處理模塊I用于發(fā)射脈沖激光來控制溫度標(biāo)定盒5的溫度變化和實(shí)現(xiàn)分布式傳感光纖3的測量，同時(shí)發(fā)射寬帶光源，通過光纖光柵傳感光纖4來精確測量溫度標(biāo)定盒5中的溫度，將溫度信息和位置信息進(jìn)行解析和校準(zhǔn)。所述控制光纖2，通過脈沖光源來對整個(gè)溫度標(biāo)定盒5進(jìn)行溫度控制，并對該標(biāo)定盒內(nèi)的溫度場進(jìn)行加熱，從而標(biāo)定位置變化和測溫誤差。所述分布式傳感光纖3基于拉曼測溫原理進(jìn)行溫度測量。所述光纖光柵傳感光纖4對在溫度標(biāo)定盒5內(nèi)的分布式傳感光纖3進(jìn)行溫度校準(zhǔn)。所述脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12用于發(fā)射脈沖激光，通過拉曼散射測溫原理來進(jìn)行分布式光纖3的溫度測量，并通過脈沖對溫度標(biāo)定盒5進(jìn)行溫度控制，用實(shí)際標(biāo)定盒的位置信息來對OTDR測量的位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)，從而提高定位精度。所述寬帶光源及其解調(diào)模塊13通過精確測量標(biāo)定盒內(nèi)的溫度，來對脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12中所測的標(biāo)定盒溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。所述溫度和定位信息校準(zhǔn)模塊11能將脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊12和寬帶光源及其解調(diào)模塊13的采集信息進(jìn)行綜合處理，同時(shí)提高測溫精度和定位精度。所述溫度控制模塊51能通過控制光纖來控制標(biāo)定盒內(nèi)整體的溫度，將分布式光纖和光纖光柵歸在同一溫度場內(nèi)。所述光纖光柵測溫部分52用來精確測量標(biāo)定盒內(nèi)的溫度，對分布式光纖的溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的能精確定位和測量的分布式測溫裝置將分布式光纖的分布式無盲區(qū)測量和光纖光柵的精確測量相結(jié)合，并配有用于位置標(biāo)定的標(biāo)定盒來彌補(bǔ)分布式光纖定位的不準(zhǔn)確性，最后不僅實(shí)現(xiàn)了分布式光纖的分布式測量，而且通過光纖光柵校準(zhǔn)提高了測量精度，通過標(biāo)定盒標(biāo)定提高了定位精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，其特征在于，所述分布式測溫裝置由信息處理模塊(I)、控制光纖(2)、分布式傳感光纖(3)、光纖光柵傳感光纖(4)和溫度標(biāo)定盒(5)組成；所述信息處理模塊(I)通過控制光纖(2)、分布式傳感光纖(3)和光纖光柵傳感光纖(4)與溫度標(biāo)定盒(5)的一側(cè)相連；所述分布式傳感光纖(3)還從溫度標(biāo)定盒(5)的另一側(cè)穿出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，其特征在于，所述信息處理模塊(I)包括均與溫度及定位信息校準(zhǔn)模塊(11)相連的脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊(12)和寬帶光源及其解調(diào)模塊(13);所述脈沖光源模塊及其解調(diào)模塊(12)連接控制光纖(2)和分布式傳感光纖(3);所述寬帶光源及其解調(diào)模塊(13)連接光纖光柵傳感光纖⑷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置，其特征在于，所述標(biāo)定盒(5)包括位于溫度控制模塊(51)上的光纖光柵測溫部分(52);所述控制光纖(2)和分布式傳感光纖(3)均連接溫度控制模塊(51);所述光纖光柵傳感光纖(4)連接光纖光柵測溫部分(52)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置。所述分布式測溫裝置由信息處理模塊、控制光纖、分布式傳感光纖、光纖光柵傳感光纖和溫度標(biāo)定盒組成；所述信息處理模塊通過控制光纖、分布式傳感光纖和光纖光柵傳感光纖與溫度標(biāo)定盒的一側(cè)相連；所述分布式傳感光纖還從溫度標(biāo)定盒的另一側(cè)穿出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的能精確定位和測量的分布式測溫裝置將分布式光纖的分布式無盲區(qū)測量和光纖光柵的精確測量相結(jié)合，并配有用于位置標(biāo)定的標(biāo)定盒來彌補(bǔ)分布式光纖定位的不準(zhǔn)確性，最后不僅實(shí)現(xiàn)了分布式光纖的分布式測量，而且通過光纖光柵校準(zhǔn)提高了測量精度，通過標(biāo)定盒標(biāo)定提高了定位精度。
【IPC分類】G01K15/00, G01K11/32
【公開號】CN204881908
【申請?zhí)枴緾N201520655470
【發(fā)明人】白磊, 賈磊, 周曉旭, 張佳鵬, 邵利軍, 曹桂芳, 郭曉澎, 劉志英, 楊瑩
【申請人】山西省交通科學(xué)研究院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月27日