[發明專利]面向拉曼測溫儀的智能溫度預警方法

有效

• 申請號: 201710095023.9
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106813805B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 張明江;李健;劉毅;張建忠;靳寶全;王東;王宇;王云才
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本發明公開了一種面向拉曼測溫儀的智能溫度預警方法，包括如下步驟：（1）搭建分布式光纖拉曼測溫系統；（2）待測光纖（11）的各個位置均產生背向傳輸的Stokes光和anti?Stokes光；（3）拉曼測溫儀根據采集得到Stokes光的光強數據和anti?Stokes光的光強數據解調沿光纖分布的溫度數據；（4）輸入固定報警閾值T_h、溫差報警閾值T_d和預測報警時間T_Y，在溫度解調程序啟動的同時，三種溫度預警程序即固定閾值報警、溫差閾值報警、全光纖溫度預測報警也同時開啟；（5）固定閾值報警程序；（6）溫差報警程序；（7）、光纖溫度預測程序；（8）溫度解調算法和報警預測程序重新啟動，開始新一輪的溫度解調和溫度預測。

技術領域

本發明涉及分布式光纖傳感系統中的溫度預警方法，具體是一種面向分布式光纖拉曼測溫儀的智能溫度預警方法。

背景技術

分布式光纖拉曼測溫系統是利用光纖中的自發拉曼散射效應，結合光時域反射技術(Optical Time Domain Reflectometry，OTDR)實現的可用于分布式、連續式、實時測量空間溫度場分布的一種新型傳感系統。與傳統的電子溫度傳感器相比，分布式光纖拉曼測溫系統具有抗電磁干擾、耐高壓、精度高、結構簡單等優點，所以被廣泛應用于電力電纜溫度監測、結構健康監測、大壩泄漏監測等領域。

在面向分布式光纖拉曼測溫儀的預警方法中，國內廠商大多選擇的是一種固定閾值的預警方式。即操作人員選擇好一個固定的預警溫度，一旦測溫系統監測到的溫度超過所選擇的溫度，報警系統就會工作，如威海北洋集團和寧波振東光電有限公司所生產的分布式光纖測溫系統采用的就是固定閾值預警方式。這種預警方式的報警速度往往比較依賴于拉曼測溫儀中采集卡的采集速度和溫度解調程序處理的快慢，例如上海華魏光纖傳感有限公司的分布式光纖測溫系統(DTS600)在保證測量精度的前提下測量時間會達到30s，即外界溫度達到報警閾值溫度時，拉曼測溫儀30s后才能檢測到報警信息。由于缺乏高效快速響應的預警方法，很多工程事故未能做到“防患于未然”。對于一些對預警時間有著高要求的工業場所，如森林防火現場、航空航天等測溫現場，這種響應時間較慢和預警方法單一的預警系統對于消防安全是極其不利的。

綜上所述，現有的分布式光纖拉曼測溫系統中的固定閾值預警方法由于其自身采集卡的采集速率所限，設計的預警程序存在報警時間響應太慢，及無法對未來溫度進行預測預警的問題。為此有必要發明一種全新的面向拉曼測溫儀的報警方法，以解決現有的拉曼測溫儀存在的上述問題，為保障重大工程項目提供可靠的監測保障。

發明內容

本發明為了解決現有分布式光纖拉曼測溫系統中預警方法單一、報警時間響應太慢且無法對未來溫度進行預測預警的問題，提供了一種面向拉曼測溫儀的新型智能溫度預警方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種面向分布式光纖拉曼測溫的智能溫度預警方法，包括如下步驟：

步驟一：搭建分布式光纖拉曼測溫系統；

分布式光纖拉曼測溫系統包括拉曼測溫儀、第一高精度恒溫槽、第二高精度恒溫槽、待測光纖、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器；

所述拉曼測溫儀包括脈沖激光器、WDM、第一APD、第二APD、第一LNA、第二LNA、數據采集卡、計算機；其中，脈沖激光器的輸出端與WDM的輸入端連接；WDM的兩個輸出端分別與第一APD的輸入端和第二APD的輸入端連接；第一APD的輸出端與第一LNA的輸入端連接；第二APD的輸出端與第二LNA的輸入端連接；第一LNA的輸出端和第二LNA的輸出端均與數據采集卡的輸入端連接；數據采集卡的輸出端與計算機的輸入端連接；計算機與脈沖激光器雙向連接；