[实用新型]温度测量系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学领域，尤其是一种利用光学进行温度测量的系统和方法。

背景技术

随着电力、化工产业的发展，对电力设备、化工设备的安全性要求也逐步提高。目前，在温度测量应用方面，感应电缆应用较为广泛。然而，在使用感应电缆进行测温时，往往有很多的局限性。譬如，电缆有防爆要求和风险，且电缆不可重复使用，泄漏发生后必须更换电缆。在测量温度时，通过电缆获取信息，然后确定位置与温度的匹配关系需要较长的时间。由于电缆需要供电，随着电缆长度的增加，其电力损失也相应地增加，进而限制了其检测的距离和精度。相应地，电缆的应用温度范围也较窄，往往处于-20～+60℃之间。

近年来，光纤传感器具有较大的发展，土木工程、电力工程、石化工程往往利用光纤传感器进行结构应变的检测，但利用光纤传感器进行测温，往往难以进行实际应用。

故急需一种能够通过光纤进行远距离精确测温的方法与系统。

实用新型内容

基于以上考虑，如果提出一种能够精确地实现远距离测温的系统将是非常有利的。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种温度测量系统，包括：入射光发生装置，用于产生入射光；光波导装置，其被构造为与所述入射光发生装置相连接，用于接收所述入射光；散射光接收装置，其被构造为与所述光波导装置相连接，用于接收所述入射光在所述光波导装置中的散射光；信号处理装置，其被构造为与所述散射光接收装置相连接，用于根据所述散射光确定所述光波导装置中与所述散射光对应的第一位置的温度。

根据本实用新型的一个实施例，温度测量系统其特征在于，所述入射光发生装置为脉冲激光器，所述入射光为激光脉冲，其中，所述激光脉冲的中心波长为480nm至1200nm。

如此，将使得温度测量更加精确，提升分辨率和准确率。

在依据本实用新型的一个实施例中，所述光波导装置为光纤。

在依据本实用新型的一个实施例中，所述光纤包含于不锈钢保护管中，所述不锈钢保护管周围均匀分布多根不锈钢丝且所述多根不锈钢丝包含于不锈钢外壳中。

如此，可以提升光纤的可靠性，使得光纤不易被外力损坏，且防火、防爆。

在依据本实用新型的一个实施例中，所述信号处理装置用于根据所述散射光的信号强度确定所述第一位置的温度。

在依据本实用新型的一个实施例中，所述第一位置由所述入射光的产生时间、所述散射光被所述散射光接收装置接收的时间以及所述散射光的折射率确定。

在依据本实用新型的一个实施例中，所述散射光为所述入射光在所述光波导装置中的拉曼散射光谱。

本实用新型通过拉曼散射现象，对光波导装置的温度分布实现了精确地测量，相较于传统的电缆温度检测，本实用新型的检测速度将大幅提升，且排除了防爆问题，降低了成本。另外，本实用新型还提升了温度测量系统的寿命，扩展了可测距离。

本实用新型的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1示出了拉曼散射的特性图；

图2示出了依据本实用新型实施例的框图；

图3示出了依据本实用新型实施例的温度测量系统示意图。

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本实用新型一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本实用新型的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本实用新型的所有实施例。可以理解，在不偏离本实用新型的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本实用新型的范围由所附的权利要求所限定。

图1是光线在光导中发生拉曼散射的示意图。当发生拉曼散射时，散射光中频率小于入射光频率的谱线为斯托克斯波(STOKES)，频率大于入射光频率的谱线为反斯托克斯波(Anti-STOKES)，其中，斯托克斯波与反斯托克斯波对称地分布在瑞利波(与入射光频率相同的谱线)的两侧。由于反斯托克斯波的强度和温度有关，而斯托克斯波与温度无关，则确定光波导装置内一点的反斯托克斯光和斯托克斯光强度之间的对应关系后，便可得到这一点的温度，即实现位置与温度的匹配。

图2示出了本实用新型的一个实施例的温度测量系统的架构图。