[發明專利]同時測量溫度、應變和壓力的光纖傳感系統、方法及裝置

在審

• 申請號: 202110848451.0
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113532539A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 郭來功;朱敬賓;焦振華;王錦鵬;劉文杰;金濤;歐陽名三;焦森
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;中化地質礦山總局地質研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 邢彬

本公開屬于光纖傳感器領域，公開同時測量溫度、應變和壓力的光纖傳感系統、方法及裝置，利用分布式光纖溫度傳感器用于進行溫度監測，將監測的溫度信息傳輸至所述光纖光柵應變壓力傳感器；所述光纖光柵應變壓力傳感器根據接收到的溫度信息，進行自身溫度補償；所述光纖光柵應變壓力傳感器進行應變以及壓力監測。并用分布式光纖溫度傳感器代替實現光纖光柵應變壓力傳感器的溫補功能，可以感知沿線各點的溫度分布狀況，而且光纖光柵應變壓力傳感器內部得到簡化，除去了對溫度的解調，加快了獲取應變和壓力的數值。

技術領域

本公開屬于光纖傳感器領域，具體涉及同時測量溫度、應變和壓力的光纖傳感系統、方法及裝置。

背景技術

光纖傳感技術自其發展以來，廣泛應用在煤礦、油田、航空、土木等場合下，能夠應用在傳統傳感器難以使用的情況下，如強電磁干擾、腐蝕性強的環境下。

溫度這一參量對于很多場景來說有很重要的意義，通過分布式光纖傳感器可以實現大范圍的測量。應變和壓力兩個參量則根據實際情況，放置在需要測量的地點與并與該點溫度關聯起來，實現溫度補償，使該點測量的應變和壓力更加準確；針對于要同時測量溫度、應變和壓力的運用場景顯得更尤為重要，如煤礦地質勘探，用于測量鉆孔內的溫度、壓力和應變，可以預防突水等問題，以及避開地熱異常高溫區和強地下水流區；地鐵隧道的安全監測，運營隧道變形、溫度、滲漏等不同災害的監測。

發明內容

第一方面，針對現有技術的不足，本公開的目的在于提供同時測量溫度、應變和壓力的光纖傳感系統，進行簡化了光柵應變壓力傳感器的內部結構，縮短了光柵應變壓力傳感器解調時間，能夠更加快速獲取到待測量應變、壓力信息。

本公開的目的可以通過以下技術方案實現：

同時測量溫度、應變和壓力的光纖傳感系統，包括分布式光纖溫度傳感器和光纖光柵應變壓力傳感器；

所述分布式光纖溫度傳感器用于進行溫度監測，將監測的溫度信息傳輸至所述光纖光柵應變壓力傳感器；

所述光纖光柵應變壓力傳感器根據接收到的溫度信息，進行自身溫度補償；

所述光纖光柵應變壓力傳感器進行應變以及壓力監測。

在一些公開中，所述光纖光柵應變壓力傳感器內部結構由圓形的金屬膜片和兩個光柵組成，兩個光柵分為壓力光柵以及應變光柵。

第二方面，針對現有技術的不足，本公開的目的在于提供同時測量溫度、應變和壓力的方法，進行簡化了光柵應變壓力傳感器的內部結構，縮短了光柵應變壓力傳感器解調時間，能夠更加快速獲取到待測量應變、壓力信息。

同時測量溫度、應變和壓力的方法，包括以下步驟：

S1、利用分布式光纖溫度傳感器用于進行溫度監測，將監測的溫度信息傳輸至所述光纖光柵應變壓力傳感器；

S2、所述光纖光柵應變壓力傳感器根據接收到的溫度信息，進行自身溫度補償；

S3、所述光纖光柵應變壓力傳感器進行應變以及壓力監測。

第三方面，針對現有技術的不足，本公開的目的在于提供同時測量溫度、應變和壓力的裝置，進行簡化了光柵應變壓力傳感器的內部結構，縮短了光柵應變壓力傳感器解調時間，能夠更加快速獲取到待測量應變、壓力信息。

同時測量溫度、應變和壓力的裝置，包括分布式光纖溫度傳感器和光纖光柵應變壓力傳感器；

所述分布式光纖溫度傳感器用于進行溫度監測，將監測的溫度信息傳輸至所述光纖光柵應變壓力傳感器；

所述光纖光柵應變壓力傳感器根據接收到的溫度信息，進行自身溫度補償；

所述光纖光柵應變壓力傳感器進行應變以及壓力監測。