一种分布式光纤温度传感测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种分布式光纤温度传感测量装置，包括测量主机、传感光缆，所述测量主机包括激光器、分光模块、探测模块和分析单元，其特征在于：在所述传感光缆上设置温度传感器；所述分光模块，用于将沿传感光缆传输的散射光和温度传感器的反射光／透射光分别滤出，并通过探测模块传递给分析单元；所述分析单元，用于根据所述散射光的信息得出分布式温度测量数据；根据所述反射光／透射光的信息得出点式温度测量数据。本实用新型专利技术将分布式测量功能与点式测量功能相结合，还能进行在线温度校准，具有结构简单、成本低等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光纤温度传感测量装置，尤其是一种具有点式测温功能的分 布式光纤温度传感测量装置。
技术介绍
分布式光纤温度传感系统是一种基于OTDR技术和拉曼散射技术的新型的实时、 分布式测量系统。分布式光纤温度传感装置目前已经广泛应用于公路交通隧道、高压电缆 沟、地铁等领域。目前，一种广泛使用的分布式光纤温度传感装置，包括光源模块、分光模块、探测 模块、参考单元和传感光缆。其中参考单元包含一段参考光纤，参考光纤的温度可以是恒定 的，也可以是实时测量的；参考单元置于装置内部，为温度测量提供一个参考值，进而对温 度实际测量信号进行标定，可消除光源功率波动的影响。由于传感光缆安装于户外，工作环境比较恶劣，其光学衰减特性会随时间缓慢变 化，从而影响分布式温度测量的准确性。另外，分光模块和光源模块长期可靠性也会影响温 度测量的准确性。因此，分布式光纤温度传感装置需要一种简单的、可经常性的校准装置， 以保证测量的准确性。一般的，分布式光纤温度传感装置每隔一定周期O 3年)进行一 次校准。校准时需要将一部分传感光缆置于已知温度的水浴箱内加热。如申请号为CN200810042196. 5的专利，参考光纤设置在恒温箱内，当需要标定装 置的温度时，数据处理器控制温度控制模块把恒温箱内的温度调整到标定的温度，计算机 显示的在恒温箱内参考光纤的对应温度值即被调整为恒温箱内温度的值。但由于传感光缆 均安装在户外，比如在交通隧道应用的分布式光纤温度传感装置，其传感光缆敷设在距隧 道拱顶约IOOmm处，距离地面的高度接近7m，不容易对其加热校准。而且常规的水浴箱校准 方式不能进行实时在线校准，影响分布式光纤温度传感装置的可靠性。另外，对于某些应用场合，如，一些特殊或者关键部位需要更高的温度测量精度 (短受热区域)，或需要提高温度测量的响应时间，仅有分布式测温功能无法满足应用需 求比如，在电力应用领域，需要对高压电缆和开关柜同时监测；对于线型的高压电缆 进行过热监测时，采用分布式测温能够有效避免测量盲区，从而实现对高压电缆的完全监 测；而对于高压开关柜的温度监测，主要是监测开关柜内部的母排、触点处的温度，待测区 域比较小，在该待测区域敷设传感光缆不方便，且传统的分布式光纤温度传感系统的温度 测量准确性受空间分辨率的限制，对于待测区域较小的监测点的温度监测不准确；又如，对于长距离的公路交通隧道，采用分布式光纤温度传感系统能够实现对测 量区域火情的全面监测；但若隧道内某处着火，由于纵向风速的影响，传感光缆的受热点会 发生漂移，传感光缆的温度响应时间会滞后，导致系统得到的是受热点漂移后的着火点位 置；使系统对着火点位置的定位不准确，不能及时反映监测区域的温度变化，延迟了对火灾 的响应时间，影响了温度测量的准确性和及时性。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述不足，本技术提供了一种能够在线实时修正测量 结果的分布式光纤传感测量装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种分布式光纤温度传感测量装置，包括测量主机、传感光缆，所述测量主机包括 激光器、分光模块、探测模块和分析单元，其特点是在所述传感光缆上设置温度传感器；所述分光模块，用于分别将沿传感光缆传输的散射光和温度传感器的反射光/透 射光滤出，并通过探测模块传递给单元；所述分析单元，用于根据所述散射光的信息得出分布式温度测量数据；根据所述 反射光/透射光的信息得出点式温度测量数据。进一步，所述分析单元包括校准模块，用于根据分布式温度测量数据及点式温度 测量数据对分布式温度测量数据进行校准。进一步，所述激光器的波长调谐范围覆盖温度传感器反射峰的漂移范围。或所述激光器的波长在温度传感器吸收谱变化范围内。作为优选，所述反射光/透射光与所述散射光的测量光路相同，所述散射光为斯 托克斯光或反斯托克斯光或瑞利光或布里渊散射光。作为优选，所述温度传感器为光纤光栅。进一步，所述温度传感器的反射/透射波长相同或不同。作为优选，所述温度传感器设置在传感光缆的尾端。作为优选，所述测量主机还包括对激光器波长进行标定的标定模块，所述标定模 块分别与分光模块和探测模块相连。作为优选，所述标定模块为气体吸收盒或法布里-珀罗标准具或参考光纤光栅。本技术还提供了一种采用上述测量装置进行分布式光纤温度传感测量的方 法，包括以下步骤激光器发出的光沿传感光缆传输，探测模块接收沿传感光缆传输的散射光和温度 传感器的反射光/透射光；根据所述散射光，得出分布式温度测量数据；根据所述反射光/透射光，得出点式温度测量数据。进一步，所述测量方法还包括校准分布式温度测量数据的步骤。作为优选，所述校准分布式温度测量数据的步骤具体为Cl、根据分布式温度测量数据和点式温度测量数据得出修正参数；C2、根据分布式温度测量数据及修正参数，得到沿传感光缆敷设区内各测量点的 温度。进一步，实现分布式温度测量是基于拉曼散射效应和光时域反射OTDR技术、光 频域反射OFDR技术；或布里渊散射效应和光频域反射OFDR技术。进一步，在步骤B中，扫描激光器波长，根据温度传感器的反射谱/透射谱，得到点 式温度测量数据。进一步，分布式温度测量与点式温度测量同时或分时进行。本技术与现有技术相比具有以下有益效果1、分布式测量功能与点式测量功能相结合在传感光缆上设置温度传感器，除了能够获得传感光缆的分布式温度测量数据 外，还能够提供温度传感器位置处的较精确的点式温度测量数据，满足一些特殊或者关键 部位高温度测量精度或者快速温度测量需求；2、在线温度校准，提高分布式温度测量的可靠性由于温度传感器与传感光缆连接在一起，能够提供一种在线温度校准功能，不需 要水浴箱等装置来加热传感光缆，使得温度校准简单、方便；而且通过点式精确温度测量，可实时校准分布式温度测量数据，提高了分布式光 纤测温装置的可靠性；同时，对激光器的波长进行标定，使在线温度测量更加精确，同时，提高了分布式 光纤测温装置的可靠性；3、结构简单，成本经济温度传感器的温度测量利用原有分布式光纤温度传感装置的光源和探测器，结构 简单，基本不增加温度传感装置的成本。附图说明图1为实施侈1中测量装置的示意图；图2为实施侈1中测量主机结构示意图；图3为实施侈1中激光器波长与温度传感器吸收谱的关系图；图4为实施侈3中测量主机结构示意图；图5为实施侈，3中H13CN气体吸收盒的气体吸收谱图；图6为实施侈6中尾端光纤光栅反射信号与激光波长的关系图；图7为实施侈8中测量主机结构示意图；图8为实施侈10中测量装置的示意图；图9为实施侈14中温度传感器的吸收谱与激光波长的关系；图10为实施列15中测量装置的示意图；图11为实施列15中与传感光缆尾端相连的测量主机结构示意图具体实施方式实施例1请参阅图1，一种分布式光纤温度传感测量装置，包括测量主机201、传感光缆和 一个温度传感器11 ；本实施例中，分布式温度测量基于自发拉曼散射效应和光时域反射 OTDR技术，传感光缆的长度为2km ；点式温度传感器11为光纤光栅温度传感器，安装在传感 光缆上；请参阅图2，所述测量主机201包括激光器21、分光模块22、探测模块、分析单元 24和参考光纤盒25 ；所述激光器21为波长扫描激光器；激光器的中心波长在800m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测量装置，包括测量主机、传感光缆，所述测量主机包括激光器、分光模块、探测模块和分析单元，其特征在于：在所述传感光缆上设置温度传感器；所述分光模块，用于将沿传感光缆传输的散射光和温度传感器的反射光／透射光分别滤出，并通过探测模块传递给分析单元；所述分析单元，用于根据所述散射光的信息得出分布式温度测量数据；根据所述反射光／透射光的信息得出点式温度测量数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：涂勤昌，张艳辉，
申请(专利权)人：聚光科技杭州股份有限公司，无锡聚光盛世传感网络有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]