【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分布式光纤传感技术，尤其涉及一种分布式光纤温度传感的自校准恒温装置及解调方法和系统。
技术介绍
1、拉曼分布式光纤传感系统主要利用激光在光纤中传播时产生的自发拉曼散射效应，是由入射光子与光纤中的光学声子发生非弹性碰撞而产生的，非弹性碰撞导致入射光子能量转移并引起入射光子频率变化，产生低于入射光频率的斯托克斯光及大于入射光频率的反斯托克斯光。并且利用拉曼散射光仅对温度敏感的特性进行温度探测，其中散射信号较为微弱，散射强度与温度关系密切，但其对应力等其他参数变化并不敏感，正是这一特性使得拉曼散射在分布式光纤传感系统中得到了广泛的应用。
2、在基于拉曼分布式光纤传感的分布式光纤温度传感系统(dtsdistributedoptical fibertemperature sensing)中，为了能准确的测得光纤各点的温度，需要有一段光纤处于恒定的温度状态作为光纤温度测量计算的标准参考。恒温光纤温度的稳定性和精度越高，光纤温度的测量就越准确，故需要一个光纤温度定标恒温盒对光纤进行恒温处理。
3、如专利号为cn200920087534.7的中国专利中公开了一种光纤温度定标恒温盒，包括恒温盒盖板、紫铜恒温盒圆轴、温度传感器、半导体制冷器和散热器；其连接方式是，紫铜恒温盒圆轴上安装有温度传感器，温度传感器安装在紫铜恒温盒圆轴表面，温度定标段光纤绕置于紫铜恒温盒圆轴上，半导体制冷器置于紫铜恒温盒底部，散热器置于半导体制冷器的另一面。
4、但是，上述专利至少存在如下问题：
5、(1)将半导
6、(2)内置的温度传感器需要向恒温盒外引线以传输传感信号，这就需要在恒温盒上开孔，热量会从开孔处溢出，进而影响恒温效果，且引线长时间传输信号会引起发热，也会对恒温效果产生影响；
7、(3)恒温盒内部以空气作为导热介质，导热效果差，内部温度不均匀，且抗震性能差、保温效果差。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种分布式光纤温度传感的自校准恒温装置，具有温度均匀、抗震性能好和保温效果好等优势。
2、本专利技术还提供一种上述自校准恒温装置的解调系统和解调方法。
3、本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
4、一种分布式光纤温度传感的自校准恒温装置，包括：
5、加热棒；
6、均匀导热层，围绕在所述加热棒的外周面上；
7、定标光纤层，缠绕在所述均匀导热层的外周面上；
8、导热填充层，围绕在所述定标光纤层的外周面上；
9、无线温度传感器，设置于所述导热填充层中且位于所述定标光纤层旁；
10、隔热防护层，围绕在所述导热填充层的外周面上；
11、其中，所述加热棒、均匀导热层、定标光纤层、导热填充层以及隔热防护层之间构成同轴结构。
12、进一步的，所述无线温度传感器包括无线感温铂电阻。
13、进一步的，所述加热棒包括发热丝，所述发热丝在所述加热棒两端的缠绕密度大于其在所述加热棒中间的缠绕密度。
14、进一步的，所述均匀导热层包括空心金属管。
15、进一步的，所述导热填充层包括金属薄膜、导热硅脂和导热垫片中的至少一种。
16、进一步的，所述隔热防护层为圆柱盒体，所述隔热防护层与所述均匀导热层同轴设置。
17、进一步的，所述隔热防护层包括第一隔热板、第二隔热板以及填充于所述第一隔热板与所述第二隔热板之间的纳米多孔介质材料。
18、进一步的，所述第一隔热板和第二隔热板包括板芯基材以及真空密封所述板芯基材的气体阻隔膜。
19、进一步的，所述第一隔热板和第二隔热板还包括被所述气体阻隔膜真空密封且与所述板芯基材相接触的吸气剂和干燥剂中的至少一种。
20、进一步的，所述纳米多孔介质材料以隔热介质材料作为主体材料，并复合于增强性纤维中。
21、一种解调系统，光发射模块、光波分复用模块、光电转换与放大模块、数据采集与处理模块、测温光纤以及上述的自校准恒温装置，
22、所述光发射模块的发射端与所述光波分复用模块的第一端相连接，所述光波分复用模块的第二端与所述自校准恒温装置中定标光纤层的一端相连接，所述光波分复用模块的第三端与所述光电转换与放大模块的输入端相连接，所述测温光纤的一端与所述自校准恒温装置中定标光纤层的另一端相连接，所述光电转换与放大模块的输出端与所述数据采集与处理模块的输入端相连接，所述数据采集与处理模块的输出端分别与所述光发射模块的输入端以及所述自校准恒温装置中的加热棒和无线温度传感器相连接。
23、上述自校准恒温装置的解调方法，包括如下步骤：
24、根据所需的采样频率以及所述定标光纤层的光纤长度，设定采样间隔时间和采样间隔距离；
25、按照设定的采样间隔时间采集所述无线温度传感器在不同采样时间点输出的标定温度，以及按照设定的采样间隔时间和采样间隔距离采集所述定标光纤层在不同采样时间点和不同采样位置点产生的斯托克斯光和反斯托克斯光的光强比；
26、根据不同采样时间点的标定温度计算平均标定温度t0，以及根据不同采样时间点和不同采样位置点的光强比计算平均光强比r(t0)；
27、采集所述测温光纤散射回来的斯托克斯光和反斯托克斯光的光强比r(t)；
28、采用如下公式计算所述测温光纤所处的环境温度t，
29、
30、在上式中，h为普朗克常数，δv为频移量，kb是玻尔兹曼系数。
31、本专利技术具有如下有益效果：
32、(1)本专利采用所述均匀导热层和所述加热棒构成均热装置，所述加热棒设置于所述均匀导热层内部的管腔中，由于所述加热棒为圆柱形状，而所述均匀导热层为圆管形状，同轴设置于所述均匀导热层内的加热棒的外周面与所述均匀导热层的外周面之间的距离处处相等，在所述加热棒对所述均匀导热层进行加热时，热量能够均匀的从所述加热棒的外周面传导到所述均匀导热层的外周面上，使得所述均匀导热层外周面上的各处温度均匀，以对缠绕在所述均匀导热层外周面上的定标光纤层均匀加热，可提高温度定标的精度；
33、(2)本专利采用所述无线温度传感器对所述定标光纤层的温度进行传感，由于所述无线温度传感器采用无线信号传输，所述隔热防护层上无需开孔供所述无线温度传感器向外引线，避免了引线开孔造成的热量外溢，可保证所述隔热防护层的隔热保温效果，也避免了引线发热对恒温效果的影响；
34、(3)本专利采用所述导热填充层填充所述隔热防护层的内部，利用所述导热填充层的高导热性将所述加热棒产生的热量迅速传导至所述隔热防护层的内部，减少传导过程中的热量损耗，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式光纤温度传感的自校准恒温装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述无线温度传感器包括无线感温铂电阻。
3.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述加热棒包括发热丝，所述发热丝在所述加热棒两端的缠绕密度大于其在所述加热棒中间的缠绕密度。
4.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述均匀导热层包括空心金属管。
5.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述导热填充层包括金属薄膜、导热硅脂和导热垫片中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述隔热防护层包括第一隔热板、第二隔热板以及填充于所述第一隔热板与所述第二隔热板之间的纳米多孔介质材料。
7.根据权利要求6所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述第一隔热板和第二隔热板包括板芯基材以及真空密封所述板芯基材的气体阻隔膜。
8.根据权利要求7所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述第一隔热板和第二隔热板还包括被所述气体阻隔膜真空密封且与所述板芯基
9.根据权利要求6所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述纳米多孔介质材料以隔热介质材料作为主体材料，并复合于增强性纤维中。
10.一种解调系统，其特征在于，光发射模块、光波分复用模块、光电转换与放大模块、数据采集与处理模块、测温光纤以及权利要求1所述的自校准恒温装置，
11.权利要求1所述的自校准恒温装置的解调方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤温度传感的自校准恒温装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述无线温度传感器包括无线感温铂电阻。
3.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述加热棒包括发热丝，所述发热丝在所述加热棒两端的缠绕密度大于其在所述加热棒中间的缠绕密度。
4.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述均匀导热层包括空心金属管。
5.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述导热填充层包括金属薄膜、导热硅脂和导热垫片中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的自校准恒温装置，其特征在于，所述隔热防护层包括第一隔热板、第二隔热板以及填充于所述第一隔热板与所述第二隔热板之间的纳米多孔介...
【专利技术属性】
技术研发人员：何俊，闫子恒，王义平，杜斌，徐锡镇，付彩玲，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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