[发明专利]一种分布式光纤传感器高温动态标定系统及方法

权利要求书

1.一种分布式光纤传感器高温动态标定系统，其特征在于，包括高温管式炉、温度解调仪、DTS拉曼光纤解调仪和计算机，高温管式炉内放置有热电偶和多模光纤传感器，所述热电偶与温度解调仪连接，多模光纤传感器与DTS拉曼光纤解调仪连接；温度解调仪和DTS拉曼光纤解调仪均与计算机连接；

所述多模光纤传感器以绕S形的方式往复穿过所述高温管式炉，多模光纤传感器的拐弯处设置于高温管式炉外部，高温管式炉内设置有至少四段所述多模光纤传感器，且高温管式炉内的每段多模光纤传感器的机械张力状态均为零；高温管式炉内的每段多模光纤传感器的一侧相对应的设置有热电偶。

2.根据权利要求1所述一种传感器高温动态标定系统，其特征在于，每个热电偶与对应的每段多模光纤传感器之间无接触且彼此间距小于2cm。

3.根据权利要求1所述一种传感器高温动态标定系统，其特征在于，所述高温管式炉内的每段多模光纤传感器的长度为1m；每段多模光纤传感器彼此间的横向间隔至少为10cm。

4.根据权利要求1所述一种传感器高温动态标定系统，其特征在于，高温管式炉外的多模光纤传感器拐弯处的最小弯曲半径为30mm。

5.一种基于光纤传感器的火灾场景高温动态标定方法，基于权利要求1所述传感器高温动态标定系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据待标定的应用场景内的火灾现场影响因素，选取火灾升温模型；

(2)对选取的火灾升温模型的参数进行调节，使火灾升温模型中的升温条件与应用场景一致，并确定出适用于应用场景的火灾高温动态标定的升温曲线；

(3)将热电偶和多模光纤传感器放置于高温管式炉内，并将热电偶与温度解调仪连接，将多模光纤传感器与DTS拉曼光纤解调仪连接；最后在高温管式炉两端布置隔热棉，以封闭炉体；

(4)在高温管式炉中设定升温函数，以契合步骤(1)选取的火灾升温模型，使高温管式炉内还原真实火场的升温情况，对高温管式炉内的热电偶和多模光纤传感器进行加热，采集步骤(2)确定的升温曲线下热电偶和多模光纤传感器的温度变化数据，升温过程结束后，将热电偶和多模光纤传感器测得的升温过程温度数据导出；

(5)基于上步得到的热电偶和多模光纤传感器的升温过程温度数据，通过多项式拟合或SVM算法拟合得到多模光纤传感器及热电偶在对应火灾升温模型下的升温修正模型；

(6)将多模光纤传感器实际应用过程中测得的温度数据代入升温修正模型即可完成多模光纤传感器的温度标定。

6.根据权利要求5所述一种基于光纤传感器的火灾场景动态标定方法，其特征在于，步骤(1)中所述火灾现场影响因素包括空间尺寸、通风情况、可燃材料；火灾升温模型包括马忠诚模型、ASCE升温模型、Eurocode经验模型。

7.根据权利要求5所述一种基于光纤传感器的火灾场景动态标定方法，其特征在于，步骤(2)中火灾升温模型的参数包括火源功率、通风因子。

8.根据权利要求5或7所述一种基于光纤传感器的火灾场景动态标定方法，其特征在于，步骤(2)中结合典型火灾实验升温曲线，确定出适用于应用场景的火灾高温动态标定的升温曲线。

9.根据权利要求5所述一种基于光纤传感器的火灾场景动态标定方法，其特征在于，步骤(4)中升温过程中对温度解调仪及DTS拉曼光纤解调仪的采集界面进行监测，以防止升温过程中数据采集中断，温度采集的时间间隔为1s。

10.根据权利要求9所述一种基于光纤传感器的火灾场景动态标定方法，其特征在于，步骤(5)中将多模光纤传感器得到的升温过程温度数据作为输入量，将热电偶得到的升温过程温度数据作为输出量，进行整体多项式分温度段拟合或SVM算法分温度段拟合得到升温修正模型。