[发明专利]一种基于光纤光栅温度传感器的易燃易爆物品温度检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤测温的技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅温度传感器的易燃易爆物品温度检测方法。

背景技术

目前易燃易爆物品的温度测量或者需要现场去测，这样导致了测量人员的安全成为了问题，另外全方位实时的问题也没有解决；或者需要一般的温度传感器进行测量，但是这样仍然存在很严重的问题，一般的传感器在高腐蚀或者电磁场作用下会失去效果，而且对于油罐这种大型结构也很难保证对其的全方位测量。而光纤光栅温度传感器则可以满足以上要求，因此设计出一种抗干扰并且能够构建传感网络的光纤光栅温度传感器成为必须。

光纤光栅是20世纪90年代发展起来的新型光电子器件，经过10多年的发展，光纤光栅的制作技术日趋成熟，系统应用不断拓展。由于光纤光栅的敏感变化参量为光的波长，与其他光纤传感器相比，它有许多独特的优势，例如：在一根光纤上可串接多个光栅传感器或在一根光纤上可以同时刻多个光栅，单独寻址；抗电磁干扰能力强；不受光源、传输线路损耗等因素所引起的对光强度变化的干扰；体积小，可以置于结构内；它的测量是绝对值，不需要校零；灵敏度高；抗潮湿、抗腐蚀能力强，可以在恶劣环境中长期使用。

光纤光栅在测量易燃易爆温度方面的专利很少，现有中国专利CN201020003923.X“气体光谱吸收盒与温控光栅联合光纤光栅火灾报警系统”，由于其采用F-P波长解调技术，而F-P腔部件需要高速移动，因此寿命有限，而且虽然多通道同时扫描，但是无法同时获取一个波段的数据；中国专利CN201020695728.8“一种强度编码型光纤光栅温度监测报警系统”利用发射率梯度变化而发射波长相同的光纤光栅温度传感器，通过可调谐滤波器滤波扫描，监测温度的变化，但是其结构复杂、灵敏度不高，抗震性也不行；中国专利CN200520034822.8“光纤光栅温度感应报警装置”传感光栅与参考光栅进行比较，给出温度报警信息但同样也是监测精度不高，抗震性不好。

发明内容

本发明的目的在于，克服已有的技术局限，将光纤光栅传感器引入温度测量领域，提供了一种易燃易爆物品温度检测的基于体相位光栅解调的光纤光栅传感器的方案，该系统具有滤波带宽宽、信噪比高、信道串扰小、寿命长、检测精度高、灵敏度高、不受电磁干扰、电气绝缘好、耐腐蚀、无电火花、抗震性好的特点。

本发明采用的技术方案为：一种基于光纤光栅温度传感器的易燃易爆物品温度检测方法，该方法包括如下步骤：

（1）、传感步骤：将光纤光栅温度传感器通过胶带粘贴于易燃易爆物品关键位置，传感系统输入量为易燃易爆物品的温度变化量，温度的变化量对光纤光栅温度传感器进行波长调制；

（2）、解调步骤：光纤光栅温度传感器输出的经过调制的光信号进入准直透镜，经准直透镜准直后输出的平行光信号进入全息体相位光栅，由于多波长的光产生衍射色散，输入到全息体相位光栅的不同波长的光被全息体相位光栅分开并形成衍射带，这些衍射带最后通过聚光透镜聚焦照射在光电探测器的不同位置上，这时不同波长的光信号被探测并被转换成电信号，电信号经过电处理单元处理后输出易燃易爆物品的温度。

所述易燃易爆物品通过胶带与光纤光栅温度传感器相连接，从而基本上消除了应变对光纤光栅温度传感器的影响，易燃易爆物品的温度变化量也即认为是光纤光栅温度传感器的温度变化量，该温度变化量调制光纤光栅传感器的反射中心波长。

所述光纤光栅温度传感器是一种能够敏感温度改变的光纤布拉格光栅，其反射光的中心波长的变化量与其所在环境的温度变化线性相关。

本发明和现有技术相比的优点在于：

1、相比于传统温度检测方法，本发明能够实现实时的温度显示，并且具有较高的测量精度。

2、相比于光纤光栅其它的解调方法，本发明在震动的平台上仍然具有较高的测量精度，而其它解调方法测量结果出现很大偏差。

附图说明

图1是一种基于光纤光栅温度传感器的易燃易爆物品温度检测方法的流程原理示意图；

图中标号：1为温度变化量，2为光纤光栅温度传感器，3为波长调制后的光信号，4为准直透镜，5为平行光信号，6为全息体相位光栅，7为衍射带，8为聚光透镜，光信号9，光电探测器10，电信号11，电处理单元12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当采用已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。