[發明專利]一種系留纜的溫度監測裝置和方法

有效

• 申請號: 201310349706.4
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103398802A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 陸兆輝;謝鴻志;黃繼東;劉文利;周杰;胡傳龍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第八研究所
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

技術領域

本發明涉及一種溫度監測系統，特別涉及一種系留纜的溫度監測系統。

背景技術

系留纜繩用于浮空平臺的系留錨泊，并負責從地面向浮空平臺提供電力保障，包括外護套和設于外護套內的纜芯，外護套由絕緣材料構成，纜芯包括絞合的多根電纜和光纜；當系留纜繩作為天線工作時，其中有一段向外輻射電磁波，被稱為輻射段，而不向外輻射電磁波的部分稱為絕緣段，當系留纜在高空系留工作時，內部的高壓電通過輻射段金屬導電層向外輻射能量信號，由于金屬導電層的工藝控制不均勻，會在纜體表面某一點處產生過熱現象，導致系留纜繩表面某點溫度急劇聚集，難以短時間降至安全溫度，嚴重時會燒斷系留纜，導致空中平臺墜毀，造成重大損失。

目前在系留纜工作時，沒有監測手段實現溫度監測，因系留纜工作在幾千米高空，又具有較強的電壓場強，傳統的測溫手段無法滿足要求。只能在地面試驗時借助紅外測溫儀進行溫度監測，但也只限試驗測量，不能進行在線測量。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的上述不足，提供一種系留纜的溫度監測裝置及其測量方法。

本發明的技術方案為：一種系留纜的溫度監測裝置，包括兩個串聯的光纖光柵溫度傳感器陣列、光纖、分支器1、分支器2、光纖光柵解調器、終端顯控設備；其中系留纜包括光纜，系留纜的上下兩段是絕緣段，中間是輻射段；

兩個串聯的光纖光柵溫度傳感器陣列緊貼在系留纜的纜體表面，實現纜體表面的溫度監測；

所述光纖是利用分支器1從系留纜的光纜中分出的一只光纖，用于連接光纖光柵溫度傳感器陣列與地面設備，借助于該光纖通路使光信號在光纖光柵溫度傳感器陣列與地面設備之間傳輸；

光纖光柵解調器位于地面錨泊車內，包括測量控制模塊，F-P濾波器，D/A轉換器、光探測電路模塊和A/D轉換器，用于實現光纖光柵信號的解調處理，得到光柵光纖溫度傳感器測量的溫度值；

所述光纖的兩端分別連接分支器1的一個輸出端口和分支器2的一個輸入端口，分支器2的兩路輸出端口分別與兩個串聯的光纖光柵溫度傳感器陣列連接，分支器1的另一個輸出端口通過F-P濾波器與光探測電路模塊的輸入端口連接，F-P濾波器經D/A轉換器和測量控制模塊的鋸齒波產生模塊連接，光探測電路模塊通過A/D轉換器和測量控制模塊的低通數字濾波器連接，則

在地面錨泊車內的寬帶光源產生的寬帶光束經過分支器1進入所述光纖，該寬帶光束通過所述光纖向上傳輸，到達分支器2，與分支器2的一個分路端口光連接，分支器2的另一個分路端口將光柵光纖光柵溫度傳感器陣列反射的光束經過所述光纖向下傳輸，通過分支器1進入F-P濾波器與光探測電路模塊的輸入端口光連接，分支器2的輸出分成兩路，進入兩個串聯的光纖光柵溫度傳感器陣列，F-P濾波器經D/A轉換器和測量控制模塊的鋸齒波產生模塊連接，光探測電路模塊通過A/D轉換器和測量控制模塊的低通數字濾波器連接。

所述兩個串聯的光纖光柵溫度傳感器陣列的各光柵柵距均不相同，則其反射光的中心波長不同，通過將各光纖光柵傳感器之反射光的中心波長與其地址進行對應編碼，可容易地判定光纖光柵傳感器的位置。

兩個串聯的光纖光柵溫度傳感器陣列中，一個傳感光纖光柵陣列包括多條在水平方向排列的光纖光柵，包含該光纖光柵陣列的光纖首尾相連接，形成一個水平光纖光柵串；另一個傳感光纖光柵陣列包括多條在豎直方向排列的光纖光柵，包含該光纖光柵陣列的光纖首尾相連接，形成一個豎直光纖光柵串；水平光纖光柵串和豎直光纖光柵串在空間相互重疊，形成柵格化的光纖光柵陣列，該柵格化的光纖光柵圍成一個柱形，緊貼在纜體表面，實現纜體表面的溫度監測。

柵格化的光纖光柵陣列中，柵格的大小可以相同。

柵格化的光纖光柵陣列中，柵格的大小可以不同，其中重點測溫區域柵格比非重點測溫區域柵格小。

進一步地，柵格化的光纖光柵陣列設置在以離輻射段上方2cm的絕緣段為中心的區域。

本發明還公開了該光纖光柵動態溫度點測量裝置的測量方法，包括如下步驟：