一种连续分布式光纤温度监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种连续分布式光纤温度监测系统，包括温度检测仪、测温光纤，测温光纤为一根，连续布置在所有待监测温度的位置，测温光纤与温度检测仪相连接；温度检测仪包括控制器、信号发生器、光纤激光器、前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑、GPRS/LTE模块；控制器与光纤激光器、信号发生器相连接，测温光纤一端与光纤激光器相连，另一端与前置放大器相连接；信号发生器与锁相放大器相连；前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑依次连接。优点是：采用一根测温光纤完成整个大型场所的连续测温；温度检测仪的信号发生器及放大器实现测温的准确性，测温光纤的测温点的距离分辨率可达2cm。

【技术实现步骤摘要】
一种连续分布式光纤温度监测系统
本专利技术涉及测温领域，尤其涉及一种用于大型场所消防的连续分布式光纤温度监测系统。
技术介绍
消防部门明确规定大型或重要场所应设置火灾自动监测与报警系统。如：大中型机房、特殊贵重物品库房，100万册的图书馆、重要的档案、文物珍藏库，总建筑面积大于6000m2的商店、展览建筑、财贸金融建筑、大型机场、大型输变电站、大型客运站和货运站，特等、甲等影剧院、医院、疗养院等场所。以光纤通信和光纤传感技术为代表的信息技术和传感技术正在突飞猛进的发展，极大地推动了人类社会的进步。与其他传感器相比，光纤作为一种新型的传感器有其独特的优势。因其防水性能强，抗腐蚀，抗电磁干扰、耐高温，信号安全，可构建成传感网络实现分布式测量等优点，而且价格便宜，监测容易实现自动化，可以形成分布式的线测量甚至是场测量。因此光纤传感在最近几年里得到快速发展，将应用于更广的范围。而基于布里渊散射的分布式光纤传感技术(布里渊光时域分析技术，BrillouinOpitcalTimeDomainAnalysis，简称BOTDA)的研究虽然起步较晚，但在应变、温度物理场的测量上所达到的精度、灵敏度、空间分辨率和测量范围均比其瑞雷散射、拉曼散射光纤传感技术性能优越，而且对于光纤的材质没有特殊要求，因此布里渊传感技术正逐步得到广泛关注与研究。连续分布式布里渊光纤温度和应变传感仪是一项集光学，电子学，计算机和数据通信技术相结合的高新技术产品，该产品可以提供连续分布式的长距离、高分辨率、高精度的应变和温度监测。当前，大型，或者重要场所的火灾监测还采用点式温度测量传感器，其点数多，精度低，线路复杂，易受干扰，超限点不易确定。尽管有采用瑞雷散射、拉曼散射分布式光纤传感技术测温，但不如连续分布式布里渊光纤测温系统的温度点距离和测温精度高。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种连续分布式光纤温度监测系统，线路简单，实现整个大型场所的连续测温，提高测温准确性。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种连续分布式光纤温度监测系统，包括温度检测仪、测温光纤，测温光纤为一根，连续布置在所有待监测温度的位置，测温光纤与温度检测仪相连接；温度检测仪包括控制器、信号发生器、光纤激光器、前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑、GPRS/LTE模块；控制器与光纤激光器、信号发生器相连接，测温光纤一端与光纤激光器相连，另一端与前置放大器相连接；信号发生器与锁相放大器相连；前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑依次连接，全固态电脑上连接有WiFi模块、温感控制器、GPRS/LTE模块；信号发生器发送调制信号到控制器，由控制器将调制信号发送到光纤激光器，光纤激光器将调制信号传输给测温光纤，测温光纤检测的温度信号经前置放大器放大后，由锁相放大器将模拟量转换为数字量发送到数据采集卡，由数据采集卡发送给全固态电脑，全固态电脑经WiFi模块或GPRS/LTE模块将温度信息传输到远程监控中心；信号发生器将参考信号发送到锁相放大器，再由锁相放大器将参考信号经数据采集卡发送到全固态电脑。所述的温感控制器包括温度变送器DS18B20，温度变送器DS18B20检测温度检测仪内部温度，并将温度信息经全固态电脑处理由GPRS/LTE模块发送到远程监控中心。所述的测温光纤由光纤激光器进入楼体一层顶棚，并盘绕布置在一层顶棚，再由一层顶棚经墙壁进入楼体二层顶棚，并盘绕布置在二层顶棚，由二层顶棚经墙壁进入楼体三层，以此类推，直至测温光纤盘绕顶层顶棚，再由楼体墙壁回到设置在一层的温度检测仪，并与温度检测仪的前置放大器连接。所述的测温光纤通过固定装置固定在顶棚与内棚板之间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术采用一根测温光纤完成整个大型场所的连续测温；2)温度检测仪的信号发生器及放大器实现测温的准确性，测温光纤的测温点的距离分辨率可达2cm，测温精度也在±1℃以内；3)本专利技术克服了当前大型或者重要场所火灾监测采用点式的温度测量传感器带来的弊端，点式温度测量传感器具有点数多，精度低，线路复杂，易受干扰，超限点不易确定缺点；而本专利技术的特点是测温点多、线路简单，温度检测仪可将信号发送调整，进而减少测温光纤的外界干扰，提高测温可靠性，同时利用测温光纤可明确的检测到温度变化大的位置，便于火灾报警。附图说明图1是一栋大楼外观图。图2是楼体一层测温光纤布置示意图。图3是楼体二层测温光纤布置示意图。图4是楼体三层测温光纤布置示意图。图5是楼体内部测温光纤布置示意图。图6是楼内每层测温光纤与顶棚的固定示意图。图7是温度检测仪原理图。图8是全固态电脑的原理图。图9是GPRS/LTE模块原理图。图10是GPRS/LTE模块的CPU单元电路图。图11是GPRS/LTE模块的LED显示单元电路图。图12是GPRS/LTE模块的地址设置单元电路图。图13是GPRS/LTE模块的天线单元电路图。图14是GPRS/LTE模块的电源单元电路图。图中：1-测温光纤2-温度检测仪3-楼道4-大厅5-房间6-顶棚7-固定装置1-1～1-2～2-1～13-2依次为楼体内各层测温光纤的起头和终头。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。见图1、图7，以光纤监测一栋大楼温度为例：连续分布式光纤温度监测系统，包括温度检测仪2、测温光纤1，测温光纤1为一根，连续布置在所有待监测温度的位置，测温光纤1与温度检测仪2相连接；温度检测仪2包括控制器、信号发生器、光纤激光器、前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑、GPRS/LTE模块；控制器与光纤激光器、信号发生器相连接，测温光纤1一端与光纤激光器相连，另一端与前置放大器相连接；信号发生器与锁相放大器相连；前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑依次连接。全固态电脑可采用占美的GZ1037工控机。见图8-图14，全固态电脑上连接有WiFi模块、温感控制器、GPRS/LTE模块、LCD显示屏。见图7、图8，温感控制器包括温度变送器DS18B20，温度变送器DS18B20检测温度检测仪2内部温度，并将温度信息经全固态电脑处理由GPRS/LTE模块发送到远程监控中心。全固态电脑还可利用RS-485接口有线传输数据。见图9，GPRS/LTE模块可实现地址设置、LCD显示、报警、无线通信等功能，具体电路见图10-图14。见图7，信号发生器发送调制信号到控制器，由控制器将调制信号发送到光纤激光器，光纤激光器将调制信号传输给测温光纤1，测温光纤1检测的温度信号经前置放大器放大后，由锁相放大器将模拟量转换为数字量发送到数据采集卡，由数据采集卡发送给全固态电脑，全固态电脑经WiFi模块或GPRS/LTE模块将温度信息传输到远程监控中心；信号发生器将参考信号发送到锁相放大器，再由锁相放大器将参考信号经数据采集卡发送到全固态电脑。测温光纤1采用布里渊分布式光纤，测温更加准确。见图2，测温光纤1由光纤激光器进入楼体一层顶棚6，并盘绕布置在一层顶棚6，见图3，再由一层顶棚6经墙壁进入楼体二层顶棚6，并盘绕布置在二层顶棚6，见图4，由二层顶棚6经墙壁进入楼体三层，并盘绕布置在三层顶棚6，以此类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续分布式光纤温度监测系统，其特征在于，包括温度检测仪、测温光纤，测温光纤为一根，连续布置在所有待监测温度的位置，测温光纤与温度检测仪相连接；温度检测仪包括控制器、信号发生器、光纤激光器、前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑、GPRS/LTE无线网络单元；控制器与光纤激光器、信号发生器相连接，测温光纤一端与光纤激光器相连，另一端与前置放大器相连接；信号发生器与锁相放大器相连；前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑依次连接，全固态电脑上连接有WiFi模块、温感控制器、GPRS/LTE无线网络单元；信号发生器发送调制信号到控制器，由控制器将调制信号发送到光纤激光器，光纤激光器将调制信号传输给测温光纤，测温光纤检测的温度信号经前置放大器放大后，由锁相放大器将模拟量转换为数字量发送到数据采集卡，由数据采集卡发送给全固态电脑，全固态电脑经WiFi模块或GPRS/LTE无线网络单元将温度信息传输到远程监控中心；信号发生器将参考信号发送到锁相放大器，再由锁相放大器将参考信号经数据采集卡发送到全固态电脑。

【技术特征摘要】
1.一种连续分布式光纤温度监测系统，其特征在于，包括温度检测仪、测温光纤，测温光纤为一根，连续布置在所有待监测温度的位置，测温光纤与温度检测仪相连接；温度检测仪包括控制器、信号发生器、光纤激光器、前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑、GPRS/LTE无线网络单元；控制器与光纤激光器、信号发生器相连接，测温光纤一端与光纤激光器相连，另一端与前置放大器相连接；信号发生器与锁相放大器相连；前置放大器、锁相放大器、数据采集卡、全固态电脑依次连接，全固态电脑上连接有WiFi模块、温感控制器、GPRS/LTE无线网络单元；信号发生器发送调制信号到控制器，由控制器将调制信号发送到光纤激光器，光纤激光器将调制信号传输给测温光纤，测温光纤检测的温度信号经前置放大器放大后，由锁相放大器将模拟量转换为数字量发送到数据采集卡，由数据采集卡发送给全固态电脑，全固态电脑经WiFi模块或GPRS/LTE无线网络单元将温...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈春潇，王春岩，
申请(专利权)人：沈春潇，
类型：发明
国别省市：辽宁,21