[发明专利]一种基于蓝宝石光纤光栅传感器的温度检测系统及方法在审
申请号: | 201811465631.5 | 申请日: | 2018-12-03 |
公开(公告)号: | CN109357786A | 公开(公告)日: | 2019-02-19 |
发明(设计)人: | 陶青;陈克楠;刘顿;陈列;娄德元;杨奇彪;翟中生;郑重 | 申请(专利权)人: | 湖北工业大学 |
主分类号: | G01K11/32 | 分类号: | G01K11/32 |
代理公司: | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人: | 薛玲 |
地址: | 430068 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光栅传感器 蓝宝石光纤 采集控制模块 温度检测系统 光纤环形器 反射光波 宽带光源 拟合模型 光电转换模块 计算机模块 最小二乘法 光谱仪 输出 待测目标 反射波长 驱动电压 数字信号 温度信息 透射光 存储 发送 发射 检测 | ||
1.一种基于蓝宝石光纤光栅传感器的温度检测系统,包括:宽带光源、蓝宝石光纤光栅传感器、光纤环形器、F-P滤波器、光电转换模块、A/D转换模块、采集控制模块、D/A转换模块、计算机模块;所述光纤环形器包含A、B、C三个接口;
所述宽带光源与所述光纤环形器的A接口通过光纤连接;所述蓝宝石光纤光栅传感器与所述光纤环形器的B接口通过光纤连接;所述光纤环形器的C接口与所述F-P滤波器通过光纤连接;所述F-P滤波器与所述光电转换模块通过光纤连接;所述光电转换模块与所述A/D转换模块通过导线连接;所述A/D转换模块与所述采集控制模块通过导线连接;所述采集控制模块与所述计算机模块通过导线连接;所述采集控制模块与所述D/A转换模块通过导线连接;所述D/A转换模块与所述F-P滤波器通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的基于蓝宝石光纤光栅传感器的温度检测系统,其特征在于:
所述宽带光源,光谱范围240mm-2400mm;
所述蓝宝石光纤光栅传感器,内部采用蓝宝石光纤布拉格光栅,外部采用氮化硼陶瓷套筒进行封装,放置于待测目标上,蓝宝石光纤光栅传感器的反射光波长随外界的温度线性变化;
所述宽带光源发出的光从所述光纤环形器的A接口输入所述光纤环形器,从所述光纤环形器的B接口输出进入所述蓝宝石光纤光栅传感器;所述蓝宝石光纤光栅传感器的反射光从所述光纤环形器的B接口输入所述光纤环形器,从所述光纤环形器的C接口进入所述F-P滤波器;
所述F-P滤波器用于输出透射光至所述光电转换模块,输出的透射光波长与所述采集控制模块输出的驱动电压数字信号成线性关系,若所述采集控制模块接收到透射光电压数字信号最大值,则所述蓝宝石光纤光栅传感器的反射光波长与F-P滤波器输出的透射光波长相等;
所述光电转换模块用于对所述F-P滤波器输出的透射光进行光电转换得到透射光电压模拟信号,将透射光电压模拟信号传输至所述A/D转换模块;
所述A/D转换模块用于将透射光电压模拟信号进行模数转换得到透射光电压数字信号,将透射光电压数字信号传输至所述采集控制模块;
所述采集控制模块用于对所述D/A转换模块发送驱动电压数字信号,并将本次采集的透射光电压数字信号与上一次采集的透射光电压数字信号进行比较,直到本次采集的透射光电压数字信号小于上一次采集的透射光电压数字信号,上一次采集的透射光电压数字信号即为为F-P滤波器透射光电压最大值,将上一次对所述D/A转换模块发送的驱动电压数字信号储存在采集控制模块并发送给所述计算机模块;
所述D/A转换模块用于将所述采集控制模块输出的驱动电压数字信号转换为驱动电压模拟信号;
所述计算机模块根据所述采集控制模块发送的驱动电压数字信号得到F-P滤波器输出的透射光波长,F-P滤波器输出的透射光波长为蓝宝石光纤光栅传感器的反射光波长,所述计算机模块根据反射光波长与温度之间的拟合模型,计算得到温度信息并输出显示;
所述宽带光源选用SLS201L;所述蓝宝石光纤光栅传感器测温范围0-1800℃;所述光纤环形器选用Thorlabs 6015-3;所述F-P滤波器选用FFP-TF2;所述光电转换模块选用KY-PRM-BW-1-D光电探测器;所述A/D转换模块选用LTC1740;所述采集控制模块选用spartan3xcs400;所述D/A转换模块选用LTC1597;所述计算机模块选用电脑终端。
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