[发明专利]无线光子温度传感系统和方法

说明书

无线光子温度传感系统和方法，涉及光电子测量与无线通信交叉技术领域，该无线光子温度传感系统包括多个基站和一个中心站，所有基站均包括温度感应器、1号放大器、2号放大器、1号滤波器、2号滤波器、3号滤波器、1号环形器以及1号天线，温度感应器包括热电偶、适配电路、偏置器、激光器、电光相位调制器、光电探测器、1号耦合器、2号耦合器、1号光纤和2号光纤；中心站包括计算机、振荡器、3号放大器、4号滤波器、5号滤波器、2号环形器、功率计以及2号天线；1号天线与2号天线均可收发无线电磁波。上述无线光子温度传感系统的传感过程在高频端完成，能很好的克服噪声对传感信号的干扰，提高传感系统的灵敏度。

技术领域

本发明涉及光电子测量与无线通信交叉技术领域，尤其指一种无线光子温度传感系统和方法。

背景技术

温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。温度传感器是能感受温度，并能按照一定的规律将温度转换成可用的输出电信号的器件或装置，它是实现温度的测量与控制的核心部件，被广泛应用于各种工业环境，涉及航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

在大多数情况下，温度传感器是采用布线方式将采集到的温度信号进行传输，但在通信距离远、环境较为恶劣的情况下，温度传感器则采用无线通讯的方式传输信号，当前的无线温度传感器是将温度信息转变为近直流附近的基带信号，然后再将该信号调制至适合无线传输的载波上去，最后传送至中心站进行处理，此种传感方式的缺陷在于：温度信息被转换成电信号的过程是在近直流端完成，对于电子系统而言，近直流端的噪声成份复杂、且远大于高频端的噪声，当温度传感信号微弱时，容易被系统噪声淹没，这严重限制了传感器的灵敏度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无线光子温度传感系统和方法，前述无线光子温度传感系统可解决传统无线温度传感系统其灵敏度受限的问题，其整个传感过程在高频端完成，能很好的克服噪声对传感信号的干扰，提高传感系统的灵敏度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无线光子温度传感系统，包括多个基站和一个中心站，各基站用于将各自采集到的温度信息转变为微波功率增益并通过无线电技术向空气信道发射带温度信息的传感信号，所述中心站用于发送振荡信号给各基站、接收来自各基站的传感信号并通过信号处理、校准与计算还原成温度值，所述中心站采用频分复用技术与各基站之间进行温度无线传感。

进一步地，所述基站包括温度感应器、1号放大器、2号放大器、1号滤波器、2号滤波器、3号滤波器、1号环形器以及收发无线电磁波的1号天线；所述温度感应器的输入端与2号放大器的输入端连接，所述2号放大器的输出端与3号滤波器的输入端连接，所述3号滤波器的输出端与1号环形器连接，所述1号放大器的输入端也与1号环形器连接，所述1号放大器的输出端与2号滤波器的输入端连接，所述2号滤波器的输出端与温度感应器的输入端连接，所述1号滤波器分别与1号环形器、1号天线连接；所述温度感应器用于将温度信息转变为微波功率增益。

更进一步地，所述中心站包括计算机、振荡器、3号放大器、4号滤波器、5号滤波器、2号环形器、功率计以及收发无线电磁波的2号天线；所述计算机通过控制线控制振荡器产生振荡信号，所述振荡器的输出端与2号环形器电连接，所述3号放大器的输入端也与2号环形器连接，所述3号放大器的输出端与5号滤波器的输入端连接，所述5号滤波器的输出端与功率计的输入端连接，所述功率计的输出端与计算机连接，所述4号滤波器分别与2号环形器、2号天线连接。