一种利用光纤光栅温度补偿的分布式光纤测温系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种利用光纤光栅温度补偿的分布式光纤测温系统，该系统利用光纤光栅传感器对分布式光纤测温系统进行温度补偿，与现有分布式光纤测温系统比较，温度测量精度更高，结合了光纤光栅传感系统和分布式光纤测温系统二者的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种利用光纤光栅进行温度补偿的分布式光纤测温系统，该系统结合光纤光栅传感系统和分布式光纤测温系统(DTS)的优点，提高分布式光纤测温系统的测量精确度。
技术介绍
光纤传感技术有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、频带宽、可移植性强等优点，因此光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源、环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域。目前光纤传感技术已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。在光纤传感领域，光纤光栅传感器有着非常广泛的应用。光纤光栅准分布式传感系统得到广泛应用。阵列式光纤光栅传感器基于波分复用技术。波分复用技术，是将宽普光源的光谱切割成连续的n段，在每一段光谱中布设一个对应的光纤光栅传感器，每个光纤光栅传感器对应的光谱宽度最窄大约为1nm，这样可以避免各光纤光栅传感器波长相互重叠。但是这种布置的缺点是在有限的光谱范围内可串联的光纤光栅传感器数目有限，一般为32个。基于背向拉曼散射而诞生的分布式光纤测温系统得到广泛应用。分布式光纤测温技术不仅具有一般光纤在防火防爆方面的优点，而且可以利用光纤空间连续分布的特点，实现在沿着光纤分布方向上时间和空间分布信息的测温，分布式光纤测温技术这些特点使得其在许多重大应用场合下显示出十分经济和现实的应用前景。但是分布式光纤测温系统的空间分辨率较大，定位精度不够，温度测量精确度不高。因此，现有技术的上述问题亟待解决。
技术实现思路
本技术在研究光纤光栅传感系统和分布式光纤测温系统的基础上，利用光波分复用器和光耦合器把光纤光栅传感系统和分布式光纤测温系统结合起来，设计一种利用光纤光栅进行温度补偿的分布式光纤测温系统，可以提升分布式光纤测温系统的测量精度。本技术请求保护一种利用光纤光栅进行温度补偿的分布式光纤测温系统，所述系统包括依次连接的分布式光纤测温主机、测温光纤、传感光纤；多个分路布置在传感光纤的固定位置；其中，分路包括：光波分复用器、光纤光栅传感器、光耦合器；分路用于对传感光纤的温度测量值进行温度补偿修正；所述分布式光纤测温主机包括分布式光纤测温主机和光纤光栅解调仪主机，通过光开关进行切换。进一步的，所述测温光纤采用单模光纤。与现有技术和产品相比，该技术具有显著优点：本技术利用光纤光栅传感器对分布式光纤测温系统进行温度补偿，与现有分布式光纤测温系统比较，温度测量精度更高，结合了光纤光栅传感系统和分布式光纤测温系统二者的优点。附图说明图1为本技术所述的系统的结构示意图；图2为本技术系统分时工作原理图；图3为本技术所述光纤测温系统利用光纤光栅进行温度补偿的原理图。具体实施方式下面通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。图1为本技术的系统结构示意图，所述利用光纤光栅进行温度补偿的分布式光纤测温系统统包括依次连接的分布式光纤测温主机101、测温光纤102、传感光纤；多个分路布置在传感光纤的固定位置；其中，分路包括：光波分复用器103、光纤光栅传感器104、光耦合器的105，对传感光纤的温度测量值进行温度补偿修正。所述光纤测温主机101内部应包括分布式光纤测温主机和光纤光栅解调仪主机，通过光开关进行切换。所述光纤光栅解调仪的光源应可以采用扫描光源，也可以使用宽谱光源。所述光纤测温系统的测温光缆102采用单模光纤，在该系统中有两个作用：(1)传感光纤，分布式光纤测温系统的传感介质；(2)传输光纤，光纤光栅传感系统的光信号的传输介质。光纤光栅传感器104通过光波分复用器件103和光耦合器105耦合到传感光纤上，同时保证光纤光栅传感器与传感光纤不会互相干扰。本技术所述光波分复用器的将入射光按波长分开，只有1550的光沿传感光纤传播，其余光入射到光纤光栅传感器。本技术所述光纤测温系统的光纤光栅传感器相互之间按波分复用，为了防止与分布式光纤测温系统的相互干扰，光纤光栅传感器的中心波长应避开1550nm。本技术所述光纤测温系统的光耦合器将透过光纤光栅传感器的光耦合到传感光纤中继续传播。附图2所示为本技术系统分时工作原理图。所述光纤测温系统的光纤测温主机101内部应包括分布式光纤测温主机和光纤光栅解调仪主机，通过光开关在进行切换。在时间0-T0时间段，光开关切换到光纤光栅解调仪主机，温度测量值为各光纤光栅传感器的温度测量值，如图2中T0时刻以前的离散点；在时间T0往后的时间段光开光切换到分布式光纤测温主机，温度值测量值为分布式光纤测温系统中测温光缆测量的连续温度曲线，如图2中所示的T0时刻之后的曲线。附图3所示为本技术用光纤光栅温度传感器对分布式光纤测温系统进行温度补偿的原理图。我们将分时工作的光纤光栅温度传感系统的温度测量值和分布式光纤测温系统的温度测量值绘制在横轴为测量点位置的坐标中，光纤光栅温度传感器的温度测量值与同一点的分布式光纤测温系统的温度测量值可能存在差异。因为光纤光栅温度传感器的温度测量精度远高于分布式光纤测温系统的温度测量精度，根据光纤光栅温度传感器的测量值对分布式光纤测温系统的温度测量值进行温度补偿修正，使分布式光纤测温系统的测量精度更高。本技术中应用具体实施例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想，对于本领域的一般技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光纤光栅温度补偿的分布式光纤测温系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的分布式光纤测温主机、测温光纤、传感光纤；多个分路布置在传感光纤的固定位置；其中，分路包括：光波分复用器、光纤光栅传感器、光耦合器；分路用于对传感光纤的温度测量值进行温度补偿修正；所述分布式光纤测温主机包括分布式光纤测温主机和光纤光栅解调仪主机，通过光开关进行切换。

【技术特征摘要】
1.一种利用光纤光栅温度补偿的分布式光纤测温系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的分布式光纤测温主机、测温光纤、传感光纤；多个分路布置在传感光纤的固定位置；其中，分路包括：光波分复用器、光纤光栅传感器、光耦合器；分路用于对传...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵利军，缑龙，贾磊，白磊，周晓旭，张佳鹏，曹桂芳，刘志英，杨莹，郭晓澎，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西省交通建设工程质量检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14