[发明专利]基于labview的光纤光栅阵列传感测温装置及测温方法

权利要求书

1.一种基于labview的光纤光栅阵列传感测温装置，它由上位机传感测温系统和外部测温装置构成，其特征在于：所述的上位机传感测温系统为labview程序，包括控制界面模块，功能显示模块，阈值告警模块以及数据自动存储模块；

所述控制界面模块包括光栅温度标定参数输入，光栅的标定参数包括标定波长、标定温度、标定系数，根据需求修改各光栅的标定参数，单击参数值输入；

所述功能显示模块包括光栅—温度动态显示图，光栅—温度动态显示图为点线连接，相邻光栅的温度值彼此相连，实时显示每一光栅的温度变化，从而解调出不同位置的瞬时温度值；

所述阈值告警模块包括阈值指示灯、蜂鸣告警触发和告警状态开启/关闭按钮；所述阈值告警模块对多路传感温度实时监控，对应每一温度值的告警灯实时显示瞬时工作状态，同时开启/关闭按钮在系统终端完成对告警状态的控制；

所述自动存储模块包括自动创建存储路径，定时存储和告警存储两种模式选择以及模式间自动切换；通过对告警状态的判断实现两种模式间自动切换；界面运行中以“年-月”格式自动创建存储路径，在此路径下以日期为文件名每天新建一个存储文件，文件通过Excel打开分析查看；数据定时存储模式存储速率为1分钟/次，告警触发存储模式为5秒/次；

上位机操作界面的操作流程为：配置各输入参数后，启动光栅测温界面，各功能模块初始化并尝试与外部建立通信，通过USB接口上位机传感测温系统软件与光栅解调模块建立通信，对接收的数据进行分析得到相应的峰值，波长，温度信息；将这些信息通过功能显示模块显示出来，与此同时阈值告警模块完成对温度数据的判断；每个采集点的温度信息输出，通过自动储存模块保存下来，从而在装置终端完成对温度的控制与显示功能；点击“开始”按钮，程序会首先判断初始化是否成功，若不成功，程序会对错误进行分析，输出错误码及原因；若成功，上位机软件通过USB接口接收数据解调出Bragg反射谱，获取峰值波长及对应光功率并以动态图像的方式显示出来，再加载不同温度标定函数进一步完成波长-温度转换，不同光栅温度会在主界面显示出来，同时数据自动完成保存；若所有温度值都在安全限值内，则指示灯皆显示绿色，数据以定时模式来存储，否则相应温度超限指示灯变为红色同时系统发出蜂鸣声，同时数据保存模式自动切换为触发模式；若此时点击“停止告警”按钮，则蜂鸣声关闭，再次点击，蜂鸣重启；程序以此模式循环采集处理，直到点击“关闭”按钮，界面停止运行；

外部测温装置由ASE光源、光纤光栅阵列、光环形器和体光栅解调模块构成；将ASE光源连接光环行器第一端口；光环行器第二端口与放置不同测温点的光纤光栅阵列相连，光栅彼此串联，光环行器第三端口与体光栅解调模块内的体光栅相连，体光栅解调模块还包括控制电路和DSP，体光栅通过控制电路连接DSP，DSP采集后数据通过USB端口传至上位机，通过上位机内的上位机操作系统处理数据。

2.如权利要求1所述的一种基于labview的光纤光栅阵列传感测温装置，其特征在于，所述控制界面模块还包括阈值温度输入、处理方式选项、光开关选项和开始/关闭按钮。

3.如权利要求1所述的一种基于labview的光纤光栅阵列传感测温装置，其特征在于，所述功能显示模块还包括传感光谱光功率—波长动态显示图、峰值信息显示窗口和光栅阵列温度显示窗口。

4.如权利要求1所述的一种基于labview的光纤光栅阵列传感测温装置的测温方法，其特征在于，所述测温方法包括以下步骤：

（1）将光纤光栅阵列中的光栅固定于相应测温点，光栅彼此串联，连接到光环行器第二端口；

（2）开启上位机，打开上位机传感测温系统的软件操作界面；

（3）点击选项卡，在参数设置面板设置参数：将光栅的定标结果依次输入光栅温度标定参数，根据实际需要输入不同的阈值温度，选择处理方式、光开关选项；参数设置完毕，点击开始按钮，功能显示模块开始运行，显示界面包括两个面板，点击选项卡选择：

选择温度信息面板，查看光栅—温度动态显示图，光栅阵列温度显示窗口及其所对应的告警状态；

选择峰值信息面板，查看反射谱光功率—波长动态显示图，峰值显示窗口信息；两面板随时切换查看；

（4）阈值告警模块受显示界面温度数据控制，工作状态下：

所有光栅所测温度小于相应的阈值温度，阈值指示灯显示绿色；

若某一光栅所测温度大于相应的阈值温度，对应的阈值指示灯变为红色，其他指示灯不变，同时触发蜂鸣声；点击告警状态关闭按钮，蜂鸣告警停止，再次点击，告警恢复；

（5）在测温状态或测温结束时想查看保存数据，可随时点击软件目录下的“测温数据”文件夹，找到相应的文档用Excel打开进行分析编辑；数据定时存储模式存储速率为1分钟/次，告警触发存储模式为5秒/次，该模块有很强扩展性，可根据实际需求加以调整。