【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統及其實時校正方法。
技術介紹
1、目前的分布式光纖測溫系統通常采用強激光脈沖入射至測溫光纖中，根據拉曼效應，測溫傳感光纖產生反斯多克斯信號和斯多克斯光信號，將這二個信號用不同波段的濾波器濾出后，再用光電探測器變為電信號，二個信號之比與光纖所在位置的溫度相關，經信號處理單元處理后，可以測出沿感溫光纖的溫度。為了定標，一般在測溫光纖的開始端用一段光纖置于已知溫度的恒溫盒里，作為參考溫度。
2、我們用耐700°c的高溫光纖代替普通的測溫光纖，采用上述系統測量蒸汽管道的溫度，實驗發現原先定標好的測溫系統，隨著在高溫環境（如600°c）中使用時間的增加，測溫誤差與開始的標定好的值有100°c上下的巨大差別，反斯多克斯信號和斯多克斯光信號隨測溫高溫光纖距離的斜率也有巨大的改變。
技術實現思路
1、本專利技術提出一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，目的在于解決和補償在高溫環境（如600°c）中，光纖中產生的反斯多克斯信號和斯多克斯光信號隨著使用時間的增加和老化、其斜率發生很大改變，從而導致測溫值與初始標定值之間造成巨大誤差的問題。
2、為解決上述問題，本專利技術的技術解決方案如下：
3、一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，包括：強脈沖激光器、三端口光纖環形器、引導多模光纜、一段十米量級的成回環的高溫傳感光纖、點溫度計、光纖分束器、二個帶濾波片的光電探測器、二個可變增益放大器、信號處理單元；所述強脈沖激光器與
4、進一步地，所述成回環的高溫傳感光纖、點溫度計、一長段的高溫傳感光纖都在高溫爐膛內部。
5、進一步地，所述二個帶濾波片的光電探測器中，其中一個光電探測器前端覆有1450nm波段的反斯多克斯濾波片，另一個光電探測器前端覆有1650nm波段的斯多克斯濾波片。
6、進一步地，所述點溫度計實時測量高溫光纖光路中的并攏部分的溫度，并攏部分為成環光纖的前后二個位置，它們具有相同的溫度值，然后所述點溫度計將溫度值輸入至所述信號處理單元，分別獲得用于校正反斯多克斯信號和斯多克斯信號的大小和斜率的參考值，通過控制所述二個可變增益放大器的控制端，恢復分布式光纖高溫測量系統啟用時的原校正值，從而實時修正整個高溫傳感光纖性能隨著溫度和使用時間的改變。
7、進一步地，所述成回環的高溫傳感光纖和一長段的高溫傳感光纖都采用鍍銅合金保護層多模光纖。
8、進一步地，所述點溫度計采用熱電偶溫度計。
9、進一步地，所述2個可變增益放大器采用高速模擬可變增益放大器。
10、進一步地，所述信號處理單元包含ad采樣、數字濾波、分布式溫度算法計算、信號傳遞給上位機和報警功能。
11、本專利技術還提出以上所述一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統實現的實時校正方法，包括：脈沖的強激光光源在所述成回環的高溫傳感光纖內產生拉曼效應的反斯多克斯和斯多克斯光，二束光返回所述三端口光纖環形器由第三端口輸出，經所述二個濾波片分別濾出反斯多克斯光和斯多克斯光，再分別由二個光電探測器變為二組電信號，二組電信號分別對應連接所述二個可變增益放大器；所述作為參考的點溫度計的電信號輸入至所述信號處理單元，獲得反斯多克斯光和斯多克斯光在并攏光纖段的溫度和它們隨測量距離的斜率，由此所述信號處理單元產生二組反斜率的鋸齒信號，分別控制所述二個可變增益放大器的控制端，使得可變增益放大器的輸出端到達原先的設定值，從而實時修正高溫傳感光纖隨著溫度和使用時間改變的性能。
12、有益效果
13、本專利技術中高溫傳感光纖采用可以測量500°c以上的高溫光纖，如側面敷銅或者敷金光纖；同時，在高溫環境中由于高溫傳感光纖性能的變化，采用一個耐高溫點溫度計置于交貼位置，可以作為成回環的高溫傳感光纖二個端頭的測溫校正，同時校正了反斯多克斯信號和斯多克斯信號隨高溫傳感光纖的斜率，并由二個可變增益放大器的控制端，提供與斜率相反的增益補償，從而達到不隨傳感光纖使用時間而改變的溫度測量。
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1.一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，包括：強脈沖激光器、三端口光纖環形器、引導多模光纜、一段十米量級的成回環的高溫傳感光纖、點溫度計、光纖分束器、二個帶濾波片的光電探測器、2個可變增益放大器、信號處理單元；
2.根據權利要求書1所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述成回環的高溫傳感光纖、點溫度計、一長段的高溫傳感光纖都在高溫爐膛內部，溫度范圍為400-700°C。
3.根據權利要求書1或2所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述二個帶濾波片的光電探測器中，其中一個光電探測器前端覆有1450nm波段的反斯多克斯濾波片，另一個光電探測器前端覆有1650nm波段的斯多克斯濾波片。
4.根據權利要求書1所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述成回環的高溫傳感光纖和一長段長度為幾十米至數公里的高溫傳感光纖都采用鍍銅合金保護層多模光纖。
5.根據權利要求書1所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述點溫度計采用熱電偶溫度計。
6.根據權
7.根據權利要求書1所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述信號處理單元包含AD采樣、數字濾波、分布式溫度算法計算、信號傳遞給上位機和報警功能。
8.根據權利要求3所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統實現的實時校正方法，其特征在于，包括：脈沖的強激光光源在所述成回環的高溫傳感光纖內產生拉曼效應的反斯多克斯和斯多克斯光，二束光返回所述三端口光纖環形器由第三端口輸出，經所述二個濾波片分別濾出反斯多克斯光和斯多克斯光，再分別由二個光電探測器變為二組電信號，二組電信號分別對應連接所述二個可變增益放大器；
...【技術特征摘要】
1.一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，包括：強脈沖激光器、三端口光纖環形器、引導多模光纜、一段十米量級的成回環的高溫傳感光纖、點溫度計、光纖分束器、二個帶濾波片的光電探測器、2個可變增益放大器、信號處理單元；
2.根據權利要求書1所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述成回環的高溫傳感光纖、點溫度計、一長段的高溫傳感光纖都在高溫爐膛內部，溫度范圍為400-700°c。
3.根據權利要求書1或2所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述二個帶濾波片的光電探測器中，其中一個光電探測器前端覆有1450nm波段的反斯多克斯濾波片，另一個光電探測器前端覆有1650nm波段的斯多克斯濾波片。
4.根據權利要求書1所述的一種實時校正的分布式光纖高溫測量系統，其特征在于，所述成回環的高溫傳感光纖和一長段長度為幾十米至數公里的高溫傳感光纖都采用鍍銅合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周柯江，徐正國，闕子俊，葉煒，許壯偉，
申請(專利權)人：浙江大學湖州研究院，
類型：發明
國別省市：
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