[发明专利]一种自动温度标定型分布式光纤测温传感装置及其使用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及分布式光纤温度传感设备的技术领域，具体的说是 一种自动温度标定型分布式光纤测温传感装置及其使用方法，特别涉 及其内部机械结构。

背景技术：

光纤测温传感系统主要用于交通、建筑、电力、煤矿、石化等行 业，其作用是对这些重要的场所进行实时温度监控。它对与保证工业 系统设备正常运行，保障生命和财产的安全起着重要的作用。

现有的光纤测温传感系统是由激光驱动器、激光器、同步控制器、 耦合器、恒温槽、参考光纤、滤光器、光电探头、信号放大器、数据 采集器和计算机组成。其工作原理为：激光器连续不断地向探测光缆 中发射激光，激光在光缆中传输过程中会发生后向散射，由于喇漫光 谱对温度是敏感的，通过耦合器和分光器将后向散射光中的喇漫光谱 分离出来，再经过光电转换和信号放大处理后进行数据采集，然后再 将采集到的数据送往数据处理器计算机进行处理计算，最终得出温度 数据。

在分布式光纤温度传感系统中，温度的标定是一个很重要的步骤， 现在主要是采用出厂时一次性校准，使热电偶传感器多次测量温度的 平均值与光纤传感器测得的温度的值比较来进行标定；但由于温度受 到多种参数的影响，随着系统使用时间的增长，计算机上显示的温度 值与实际光纤上的温度值的误差会逐渐扩大。现有办法是定期将设备 返还厂家进行检测、校准。

现有的这种对分布式光纤传感测温装置的温度标定的方法，存在 的缺陷和不足如下：

1、由于它是通过热电偶传感器多次测量温度的平均值，准确度 和精确度者很小；

2、由于需要技术人员测量和标定系统的温度需要很大的人力物 力，准确性也会受到影响；

4、标定温度时会是中断温度监测。

故仍然需要对现有分布式光纤温度传感设备的内部结构进行进 一步改进。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种自动温度标定型分布式光纤测温传 感装置及其使用方法，该装置不需要返还厂家测量调试，也不会影响 系统持续良好的工作。只需要把探测光纤的起始端的一段作为参考光 纤放入装有温度控制模块(TEC)的恒温箱内，并从计算机上通过数 据处理器控制温度控制模块标定温度，就可以维持系统长时间良好的 工作，克服了现有技术中存在的缺点和不足缺点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自动温度标定型 分布式光纤测温传感装置，它主要包括激光器，激光器的输入端与激 光驱动器的输出端连接，激光驱动器的输入端与同步控制器的输出端 连接，同步控制器的输入端与数据处理器的输出端连接，激光器的输 出端与耦合器的输入端连接，耦合器的输出端与滤光器的输入端连 接，滤光器的输出端与光电探测器的输入端连接，光电探测器的输出 端与放大器的输入端连接，放大器的输出端与数据采集器的输入端连 接，数据采集器的输出端与数据处理器的一输入端连接，其特征在于： 所述耦合器的光束输出端通过光束与恒温箱的光束输入端连接，恒温 箱内设有温度控制模块，恒温箱与数据处理器双向连接。

一种使用自动温度标定型分布式光纤测温传感装置的温度测量 和标定方法，其特征在于：当计算机发送温度监测命令给数据处理器 时，数据处理器驱动同步控制器发出同步脉冲控制激光驱动器和数据 采集器同步工作；激光驱动器接到同步控制器发来的同步脉冲后就开 始驱动激光器工作，向光纤中连续不断地发送激光；激光在光纤中传 输时会发生后向喇漫散射，后向散射回来的激光信号被耦合器分离一 路出来送往滤光器；滤光器就会将送来的激光信号中的喇漫光信号分 离出来，传送到光电探测器将光信号转换成电信号，电信号被放大器 放大后由数据采集器来进行数据采集，经数据采集器采集到的数据送 往数据处理器综合处理，最后经FPGA高速数据处理器处理过的数据 被送给计算机显示温度曲线，当需要标定装置的温度时，计算机向数 据处理器发送校准命令，数据处理器控制温度控制模块把恒温箱内的 温度调整到标定的温度，计算机显示的在恒温箱内参考光纤的对应温 度值即被调整为恒温箱内温度的值。

本发明公开了一种自动温度标定型分布式光纤测温传感装置及 其数据处理方式，其与传统的光纤测温传感装置相比本发明有如下优 点和积极效果：

1、该装置不需要返还厂家测量调试，节省物力财力；

2、装置可以自校准维持长时间的连续精准地测量；

3、大大提高了标定的温度的准确性和精确度；