[發明專利]一種光纖傳感器及糧倉溫度和庫存監測系統

無效

• 申請號: 201110032816.9
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102095436A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 孫崇峰;李智慧;焦素敏;徐曉光;王學梅;王彩紅
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01K11/32
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

????本發明涉及一種光纖傳感器和應用該傳感器的監測系統，尤其涉及一種光纖傳感器及應用該傳感器的糧倉溫度和庫存監測系統。

背景技術

光纖傳感系統就是利用光纖將待測量值對光纖內傳輸的光波參量進行調制，并對被調制過的光波信號進行解調檢測，從而獲得待測量值的一種裝置。分布式光纖傳感器是近年來發展起來的新型傳感技術。利用光纖工作頻帶寬、動態范圍大、適合于遙測遙控、長距離低損耗、易彎曲、體積小、重量輕、成本低、防水、防火、防爆、耐腐蝕、抗電磁干擾、抗輻射性能好、對被測環境影響小等許多固有優點，可用于溫度、壓力，電場，磁場的實時檢測，并能夠在有害環境中安全運行，在許多工程領域有重大應用價值。

實時、準確地監測糧倉的溫度和庫存，是保證糧食儲存質量所必須的技術手段，同時也是國家糧食宏觀決策所必需的糧情信息。通過糧庫的溫度和庫存情況的實時監測，及時獲取糧倉的儲存量及糧食質量的信息，是糧食安全的重要保證。但是目前用于糧情監測的主要是機械或電子式的傳感系統，通常只能完成對溫度的監測，不具備糧食庫存監測的能力，而且存在物理節點多、故障率高、穩定性差和抗惡劣環境能力差等缺陷。因此就需要設計一種同時能實現溫度和庫存同時監測的光纖傳感器和糧倉監測系統。

在《光學學報》上2007年第6期“光纖光柵邊孔封裝技術”中公開了一種采用邊孔封裝對光纖光柵進行壓力增敏的封裝技術，它通過改變封裝體的幾何結構實現了高倍數的壓力增敏效果，較大程度減小了壓力增敏倍數對集合物材料參量的依賴性，如圖1所示，這種增敏光纖的結構如下：包括裸光纖1和封裝體2，裸光纖1封裝于封裝體2的中心處，封裝體內以裸光纖為中心，沿直徑方向在裸光纖兩側設有兩個對稱的圓形邊孔3。但是這種封裝方式是針對光纖光柵傳感器的，并且這種封裝結構是要對光纖光柵施加均勻的壓力作用，進而達到光纖光柵的壓力增敏，且光纖光柵只在兩個方面上受應力，如果中心區寬度太小，或所選材料不當，中心應力集中區域會發生扭曲，會使光纖光柵發生不可控的變形，傳感的可靠性就會欠佳，而且中心區不能太小，能夠達到的應力增敏幅度也會因此而受到設計上的限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種糧倉溫度和庫存的監測系統，以解決現有糧倉監測系統只能完成對溫度的監測，不具備糧食庫存監測能力等問題，并提供一種該監測系統所使用的光纖傳感器。

為實現上述目的，本發明提供的光纖傳感器的技術方案如下：一種光纖傳感器，包括裸光纖和封裝體，所述裸光纖沿封裝體的中心軸線封裝于封裝體內，裸光纖兩側的封裝體上設有對稱的邊孔，裸光纖的中心與兩邊孔的中心在同一連線上，所述兩對稱邊孔間沿軸線方向在中心連線方向上布設有橫向間隔設置的引導柵。

所述各引導柵在邊孔間均勻間隔設置，且邊孔間對應位置的引導柵間隔交錯設置。

所述各引導柵之間形成的引導槽在靠近裸光纖一側的邊緣為弧線形。

所述封裝體為橢圓形結構或正圓形結構；封裝體為橢圓型結構時兩邊孔均關于相應的引導柵對稱。

所述兩邊孔為橢圓形結構或正圓形結構；邊孔為橢圓形結構時，橢圓邊孔的長軸與橢圓封裝體的長軸重合。

本發明所提供的糧倉溫度和庫存監測系統的技術方案如下：一種糧倉溫度和庫存的監測系統，包括驅動器、激光器、耦合器、檢測電路、控制器、監控中心和用于分布于糧倉各檢測點的分布式光纖傳感器；所述分布式光纖傳感器包括裸光纖和封裝體，所述裸光纖沿封裝體的中心軸線封裝于封裝體內，裸光纖兩側的封裝體上設有對稱的邊孔，裸光纖的中心與兩邊孔的中心在同一連線上，所述兩對稱邊孔間沿軸線方向在中心連線方向上布設有橫向間隔設置的引導柵；所述光纖傳感器與耦合器雙向連通，所述耦合器的控制輸入端與激光器的控制輸出端連接，所述激光器的控制輸入端與驅動器的輸出端連接，驅動器的控制輸入端與控制器的輸出端連接；耦合器的信號輸出端與檢測電路的信號輸入端連接，檢測電路的信號輸出端與控制器的信號輸入端連接，控制器的監控輸出端與監控中心連接。

所述各引導柵在邊孔間均勻間隔設置，且兩邊孔間對應位置的引導柵間隔交錯設置。

所述各引導柵之間形成的引導槽在靠近裸光纖一側的邊緣為弧線形。

所述封裝體為橢圓形結構或正圓形結構；封裝體為橢圓型結構時兩邊孔均關于相應的引導柵對稱。

所述兩邊孔為橢圓形結構或正圓形結構；邊孔為橢圓形結構時，橢圓邊孔的長軸與橢圓封裝體的長軸重合。