[发明专利]一种单波双路光纤补偿荧光测温系统及方法

说明书

本发明涉及测温领域，尤其涉及一种单波双路光纤补偿荧光测温系统及方法，该系统包括：脉冲激光源、分光器、第一光纤、第二光纤、第一光电接收器、第二光电接收器以及数据处理模块，脉冲激光源发射出的激励光经过分光器分为两束同等波长、频率的光，两束光分别通过第一光纤和第二光纤，激发第一光纤和第二光纤的测温探头上的荧光物质发出荧光；第一光纤的测温探头设于被测环境中；所述第二光纤的测温探头设于恒温环境中；数据处理模块根据第二光电接收器的电信号计算温度补偿参数，再通过温度补偿参数对第一光电接收器的电信号进行温度补偿并计算得到被测环境的温度。本发明根据温度补偿参数对测量组测得的环境温度进行补偿得到更准确的温度。

技术领域

本发明涉及测温领域，尤其涉及一种单波双路光纤补偿荧光测温系统及方法。

背景技术

传统的光纤测温技术通常是不进行光补偿的，这样的测温方式就容易受到各种环境影响。如光在光纤中传输光的衰落以及色散，光纤的弯曲、挤压在高温下的变形，光源光功率的波动，光电接收器的温漂、噪声等等。这一系列的光路扰动问题都会影响光纤传感器的测量精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种单波双路光纤补偿荧光测温系统及方法，以提高测温的精确度。

一方面，一种单波双路光纤补偿荧光测温系统，包括：脉冲激光源、分光器、第一光纤、第二光纤、第一光电接收器、第二光电接收器以及数据处理模块，其中，

所述脉冲激光源发射出的激励光经过分光器分为两束同等波长、频率的光，两束光分别通过第一光纤和第二光纤，并激发第一光纤和第二光纤的测温探头上的荧光物质发出荧光；

所述第一光纤的测温探头设于被测环境中；所述第二光纤的测温探头设于恒温环境中；

所述第一光电接收器采集第一光纤的测温探头上的荧光物质发出的荧光，并转换为电信号；所述第二光电接收器接收第二光纤的测温探头上的荧光物质发出的荧光，并转换为电信号；

所述数据处理模块根据第二光电接收器的电信号计算温度补偿参数，再通过温度补偿参数对第一光电接收器的电信号进行温度补偿并计算得到被测环境的温度。

优选的，所述数据处理模块根据第二光电接收器的电信号计算温度补偿参数包括：

设定恒温环境的实际温度为T_h、恒温环境测量温度为T_c；

根据恒温环境的实际温度T_h以及测量温度T_c通过公式：T_d＝T_c-T_h，计算得到温度补偿参数T_d。

优选的，所述通过温度补偿参数对第一光电接收器的电信号进行温度补偿并计算得到被测环境的温度包括：

根据对称原理，被测环境实际温度T，和被测环境测量温度T_c1存在T_d＝T-T_c1，得出被测环境的实际温度T＝T_c1+T_d。

优选的，根据公式：I(t)＝A*Ip(T_c)*exp(-t/tao(T_c))，计算得到恒温环境的测量温度T_c，

其中：A表示常系数；t表示余辉衰减时间；Ip(T_c)表示荧光峰值强度，是温度T_c的相关函数；tao(T_c)表示荧光寿命，也是温度T_c的相关函数。

另一方面，一种单波双路光纤补偿荧光测温方法，包括：