[发明专利]分布式光纤温度传感器系统温度现场校准装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式光纤温度传感器系统温度的校准装置与校准方法，特别 涉及一种分布式光纤温度传感器系统温度现场校准装置与方法。

背景技术

分布式光纤温度传感器系统国内外都研制了产品并开始应用于油库、油轮、 危险品仑库、冷库、大型货轮、军火库等温度报警；各种大、中型变压器、发 电机组的温度分布测量，热保护和故障诊断；地下和架空高压电力电缆的热检 测与监控；火力发电所的配管温度、供热系统的管道、输油管道的热点检测； 化工原料、照相材料及油料生产过程在线动态检测；高层建筑、智能大厦、桥 梁、高速公路等在线动态检测；航空、航天飞行器的在线动态检测。已成为光 纤传感技术和检测技术的发展趋势。由于它独有的特点已成为工业过程控制中 的一种新的检测方法与技术。

现有的分布式光纤温度传感器系统是由激光驱动器、激光器、耦合器、检 测光纤、滤波器、光雪崩二极管、放大器、数据采集器和计算机组成。其工作 原理为：激光器不断地向传感光纤中发射激光，激光在光纤传输过程中发生空 间散射。一部分光向前传输同时一部分产生后向散射光。由于拉曼光谱对温度 敏感，通过耦合器和分光器将后向散射光中的拉曼光谱分离出来，再经过光雪 崩二极管和放大器处理后进行数据采集，然后再将采集到的数据送往数据处理 器和计算机进行数据处理计算，最终得到温度数据。

目前，分布式光纤温度传感器系统应用领域广泛，市场需求量大，因此要 求保证该系统的测温精度，需要进行校准。现在主要是采用出厂时一次性校准， 以恒温水槽多次测量温度的平均值与分布式光纤传感器系统测得的温度值进行 比较；安装分布几个热电偶多次进行温度测量取平均值与分布式光纤传感器系 统测得的温度值进行比较；但由于温度受到多种参数的影响，随着系统在工业 现场使用的时间增长，计算机上显示的温度值与实际光纤上的温度值的误差会 逐渐扩大。现有的办法是定期将设备返还厂家进行检测、校准。

现有的对分布式光纤温度传感器系统校准的方法，存在的缺陷和不足之处 如下：

1、由于恒温水槽属于中小型设备，不易方便携带，加大了人力物力；

2、测温现场比较复杂，恒温水槽不易布置，影响校准工作；

3、分布式的热电偶需要安装在测温现场，从而破坏现场；

4、校准温度时需要中断温度监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式光纤温度传感器系统温度现场校准装置 与方法，运用现有理论校准基础和温度计量知识，解决了分布式光纤温度传感 器的校准问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一、一种分布式光纤温度传感器系统温度的现场校准装置：

包括圆柱体、隔热圈、两片加热片、电源、四个热电偶、具有特定发射率 的物质、便携式红外热像仪、计算机、隔热罩和三脚架；将分布式光纤温度传 感器系统前端的检测光纤按其自然半径盘绕后放入横向放置的圆柱体的空腔 内，盖上隔热罩，圆柱体外装有隔热圈，两片加热片对称设置在圆柱体内部， 加热片连接电源，在圆柱体空腔底部等分布置四个热电偶，四个热电偶分别连 计算机，在圆柱体底面涂一层特定发射率的物质，距特定发射率的物质的正前 方1-2m处放置便携式红外热像仪。

二、一种分布式光纤温度传感器系统温度的现场校准方法：

在外包裹隔热圈的、横向放置的圆柱体内安装有分布式光纤温度传感器系统 的检测光纤，检测光纤按其自然半径盘绕后放入横向放置的圆柱体空腔内，安 装检测光纤的圆柱体一端盖上隔热罩，两片加热片对称设置在圆柱体内部，加 热片连接电源，从而对圆柱体进行加热，加热时间为10-20分钟，圆柱体空腔底 部等分布置四个热电偶，四个热电偶分别连计算机数据处理部分进行测温，测 得的温度场的变化直至误差在允许误差范围内，才开始红外测温，圆柱体底面 涂一层特定发射率的物质，便携式红外热像仪放置在所述前面板正前方的1-2m 距离，利用便携式红外热像仪非接触式测温进行温度测量；将便携式红外热像 仪测得的温度与分布式光纤温度传感器系统测得的温度进行比较，从而完成校 准过程。