[實用新型]一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置

有效

• 申請號: 201520655470.1
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN204881908U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）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（專利權）人: 山西省交通科學研究院
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K15/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本實用新型屬于溫度檢測技術領域，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

光纖光柵傳感技術和分布式光纖傳感技術都可以用于溫度監測，但兩者的工作原理和技術性能指標都有所差異。光纖光柵傳感技術是目前國內研究的熱點之一。FBG傳感器具有靈敏度高，可靠性好，在一根光纖內可實現多點測量。利用光纖光柵溫度、應變敏感的特性，通過傳感頭的設計/封裝，能夠使光纖光柵產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：溫度、應變、壓力、位移、加速度等，雖然測量參數和定位精度都比較準確，但是只能實現點式測量，存在測量盲區。

分布式光纖拉曼溫度傳感器是這十多年來發展起來的一種用于實時測量空間溫度場的高新技術，它利用光纖拉曼散射效應測溫。在一根光纖上采集幾萬個點的溫度信息并能進行空間定位，光纖所處空間各點的溫度場調制了光纖中的背向拉曼散射的強度，經波分復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，再經信號處理，解調后將溫度信息實時的從噪聲中提取出來并進行顯示。雖然測量參數可以滿足要求，但是定位功能是由OTDR技術來實現，存在一定的測量誤差。

近年來，由于公路隧道重特大安全事故頻頻發生，給人民的生命財產帶來了巨大的損失，而隨著我國公路網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規模將不斷增大，因此完善隧道的安全管理體系，提高隧道消防火災報警系統的技術先進性顯得尤為迫切。所以，目前對測溫系統的測量區域、測量準確性和定位精度都有一個較高的要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種能精確定位和測量的分布式測溫裝置。

本實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和溫度標定盒5組成；所述信息處理模塊1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與溫度標定盒5的一側相連；所述分布式傳感光纖3還從溫度標定盒5的另一側穿出。

本實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1包括均與溫度及定位信息校準模塊11相連的脈沖光源模塊及其解調模塊12和寬帶光源及其解調模塊13；所述脈沖光源模塊及其解調模塊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模塊13連接光纖光柵傳感光纖4。

本實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。

本實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1用于發射脈沖激光來控制溫度標定盒5的溫度變化和實現分布式傳感光纖3的測量，同時發射寬帶光源，通過光纖光柵傳感光纖4來精確測量溫度標定盒5中的溫度，將溫度信息和位置信息進行解析和校準。

本實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溫度標定盒5進行溫度控制，并對該標定盒內的溫度場進行加熱，從而標定位置變化和測溫誤差。

本實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行溫度測量。

本實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對在溫度標定盒5內的分布式傳感光纖3進行溫度校準。

本實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模塊12用于發射脈沖激光，通過拉曼散射測溫原理來進行分布式光纖3的溫度測量，并通過脈沖對溫度標定盒5進行溫度控制，用實際標定盒的位置信息來對OTDR測量的位置信息進行校準，從而提高定位精度。

本實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模塊13通過精確測量標定盒內的溫度，來對脈沖光源模塊及其解調模塊12中所測的標定盒溫度進行校準。

本實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模塊11能將脈沖光源模塊及其解調模塊12和寬帶光源及其解調模塊13的采集信息進行綜合處理，同時提高測溫精度和定位精度。

本實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定盒內整體的溫度，將分布式光纖和光纖光柵歸在同一溫度場內。