[發(fā)明專利]高真空熱環(huán)境下用分布式光纖溫度自動標定系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107271076A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張景川;楊曉寧;王晶;劉暢;李西園;錢北行;陶東興;尹曉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種高真空熱環(huán)境下用分布式光纖溫度自動標定系統(tǒng)，該標定系統(tǒng)包括恒溫試件、控溫儀、上位機、分布式光纖測溫儀，該恒溫試件包括外筒、空心內(nèi)柱、頂蓋、加熱片以及高精度鉑電阻溫度傳感器，控溫儀全過程自動測得鉑電阻溫度數(shù)據(jù)，給加熱片供電并控制空心內(nèi)柱壁溫度，外筒、頂蓋與空心內(nèi)柱進行輻射換熱，當(dāng)待標定的光纖溫度傳感器與鉑電阻溫度傳感器處于同一溫度均勻場時，通過分布式光纖測溫儀記錄下光纖溫度傳感器拉曼光強比值及控溫儀記錄下鉑電阻溫度值，獲得不同溫度下，同一溫區(qū)內(nèi)拉曼光強比值與高精度鉑電阻溫度值對應(yīng)關(guān)系以完成自動同步標定。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，制作成本低，標定效率高，適用于裸光纖度傳感器及各種鎧裝形式的分布式光纖溫度傳感器開展溫度標定試驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖溫度傳感測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高真空熱環(huán)境下分布式光纖溫度自動標定系統(tǒng)及標定方法。

背景技術(shù)

隨著我國航天器型號研制要求不斷提高，對在地面模擬空間環(huán)境下測量航天器的溫度，實時監(jiān)測航天器結(jié)構(gòu)溫度與在軌進行航天器健康狀態(tài)診斷的需求已經(jīng)非常迫切。與傳統(tǒng)電類溫度傳感器(鉑電阻、熱電偶等)相比，光纖溫度傳感器具有抗電磁干擾、高靈敏度、輕質(zhì)柔性、不產(chǎn)生自熱、線束少，大空間分布式測量及便于組網(wǎng)的顯著優(yōu)點，因此，分布式溫度傳感技術(shù)可以滿足大型復(fù)雜衛(wèi)星及大型結(jié)構(gòu)件(如網(wǎng)狀天線、桁架結(jié)構(gòu)、太陽翼、機械臂等)地面空間環(huán)境試驗與在軌健康狀態(tài)診斷方面的應(yīng)用需求，這也對分布式光纖溫度傳感器在真空(小于1.0×10-4Pa)熱環(huán)境(-150℃～+150℃)下測量精度的要求越來越高，需要對光纖溫度傳感器進行溫度標定。

在大氣狀態(tài)下，常規(guī)分布式光纖溫度傳感器標定方式是直接將分布式光纖溫度傳感器本身置于恒溫氣體箱或恒溫液體浴槽內(nèi)進行溫度標定，而考慮到光纖溫度傳感器需要在真空熱環(huán)境下使用的實際情況，恒溫氣體箱或恒溫液體浴槽不適應(yīng)真空熱環(huán)境，因此為有效保證分布式光纖溫度傳感器測溫精度，必須針對分布式光纖溫度傳感器現(xiàn)場使用工況，設(shè)計新的真空熱環(huán)境下用光纖溫度傳感器自動標定系統(tǒng)及標定方法。

由于在真空環(huán)境(小于1.0×10-4Pa)下使用，真空環(huán)境下不存在對流換熱，只支持傳導(dǎo)換熱和輻射換熱方式，因此，需要對分布式光纖溫度傳感器進行實際使用環(huán)境的標定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的之一是提供一種高真空熱環(huán)境下分布式光纖溫度標定試件，該試件能夠提供穩(wěn)定均勻溫度場，實現(xiàn)溫度標定目的，旨在滿足高真空熱環(huán)境下分布式光纖溫度標定使用要求。

本發(fā)明的另一目的是提供一種高真空熱環(huán)境下分布式光纖溫度自動標定系統(tǒng)，該標定系統(tǒng)適用于分布式裸光纖溫度傳感器及各種封裝形式的分布式光纖溫度傳感器開展溫度標定試驗，且標定精度高，簡單易行。

此外，本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種高真空熱環(huán)境下分布式光纖溫度自動標定方法，該方法標定精度高，操作簡單，適用于高精度地標定光纖溫度傳感器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：