[實用新型]光纖光柵海水溫度深度檢測系統

無效

• 申請號: 201020584250.1
• 申請日: 2010-10-30
• 公開（公告）號: CN201837485U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 陳世哲;劉世萱;趙力;齊勇;閆星魁;王昌
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01B11/22;G01C13/00
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

技術領域

本實用新型涉及光纖光柵傳感、海洋環境監測領域，尤其涉及一種光纖光柵海水溫度深度檢測系統。

背景技術

傳統的海水溫度、深度檢測，特別是剖面檢測系統，以船載投放式CTD剖面測量、拋棄式CTD及組合式溫鹽傳感器鏈測量方式為主。船載投放式需要調查船開到指定地點，由船用絞車將CTD傳感器勻速吊放水中，完成剖面測量，該方式需要調查船，成本很高，數據量有限，而且傳感器水密是其難點；拋棄式CTD成本很高，風險較大；組合式溫鹽傳感器鏈利用CTD傳感器沿主電纜間隔設置并在底部配置數據記錄儀，實現不同深度剖面檢測及檢測數據的記錄，該方式主電纜與懸掛的多組CTD通過專用模具成型的分支水密電纜接口連接，成本較高，而且傳感器檢測信號都為電信號，這為水下耐壓、水密處理造成了困難。更重要的是，由于海洋測量設備工作環境惡劣，水下光纖傳感器鏈受損率很高，傳統CTD檢測設備成本幾乎全在CTD傳感器上，要想增加水下測量層數，就必須增加CTD傳感器數量，系統成本會倍數增加，每臺CTD傳感器價格在數萬左右，若遭損壞，損失慘重。

光纖光柵是光纖纖芯折射率受到永久的周期性微擾而形成的一種光纖無源器件，它能將入射光中某一特定波長的光部分或全部反射。反射光中心波長和應變、溫度、壓力物理量成線性關系，根據這些特性，可將光纖光柵制作成應變、溫度、壓力、加速度等多種傳感器。由于光纖光柵傳感器具有體積小、不受電磁干擾、易組成傳感器網等優點，已經在工農業、軍事等多領域大量應用。

發明內容

本實用新型目的是提出一種光纖光柵海水溫度深度檢測系統，以彌補現有的利用船載投放式CTD剖面測量、拋棄式測量及組合式溫鹽鏈測量系統的不足。

一種光纖光柵海水溫度深度檢測系統，其特征在于該系統包括由傳輸光纜連接的位于水面上的數據處理裝置和位于水下的光纖傳感器鏈；所述的數據處理裝置包括與光源相連的光纖耦合器，以及與該光纖耦合器相連的波長檢測模塊，且該波長檢測模塊與數據處理模塊連接；所述的光纖傳感器鏈是兩個以上結構相同的溫度深度傳感探頭通過傳輸光纜及光纖連接器上下串聯而成，且最頂端的一個溫度深度傳感探頭通過光纖連接器和傳輸光纜與數據處理裝置中的光纖耦合器連接。

上述溫度深度傳感探頭包括位于上、下端蓋之間的底部連接有預壓力調整管的導壓柱體；該導壓柱體設有縱向的通孔且側面開有通向位于預壓力調整管內的彈性壓力管的導壓孔；所述的預壓力調整管內下部設有調整蓋且位于呈桶狀結構體的下端蓋的內腔；并且傳輸光纜自上而下依次穿過上端蓋、導壓柱體、調整蓋和下端蓋，且在上述通孔內設有溫度光纖光柵，在彈性壓力管與調整蓋之間設有深度光纖光柵。

為了使溫度深度傳感探頭穿過傳輸光纜時仍保持良好的密封效果，上述上端蓋、調整蓋和下端蓋穿過傳輸光纜的位置填充有用于密封的橡膠柱。

上述彈性壓力管是下端封閉的管狀結構體且固接在導壓柱體下端面上。

上述調整蓋可在預壓力調整管內上下移動。

考慮到海洋環境監測時測量層數與不同深度剖面檢測的實際需要，上述光纖傳感器鏈通常包括4～8個溫度深度傳感探頭，且各溫度深度傳感探頭之間的距離在2～10米范圍內。

上述溫度深度傳感探頭內的溫度光纖光柵是兩端膠粘固定、中間彎曲且不受力的弧狀結構。

上述溫度深度傳感探頭內的溫度光纖光柵和深度光纖光柵均為布喇格光纖光柵。

上述光纖耦合器和溫度深度傳感探頭之間的傳輸光纜是鎧裝光纜。

上述溫度深度傳感探頭之間的傳輸光纜是鎧裝光纜。

利用本實用新型進行海水溫度深度檢測的過程如下：由光源發出的寬帶光經光纖耦合器進入傳輸光纜中，經該光纜傳輸到一系列封裝有光纖光柵的溫度深度傳感探頭中，光纖光柵會反射回特定波長的光信號，這些光信號包含傳感器所處環境的壓力、溫度信息。反射回來的光信號經過傳輸光纜進入光纖耦合器的另一個通道臂，然后經波長檢測模塊解調出波長的變化量，并由內含相關軟件的數據處理模塊計算出壓力、溫度值。