[实用新型]低温至室温温度区间光纤光栅温度传感器标定系统

说明书

一种低温至室温温度区间光纤光栅温度传感器标定系统，它包括标定装置、低温杜瓦、光纤光栅解调仪、温度数据采集卡、直流电源、固态继电器、信号驱动数据卡和上位机，标定装置固定于低温杜瓦内，光纤光栅解调仪和温度数据采集卡与标定装置和上位机连接，直流电源、固态继电器和信号驱动数据卡依次串联后与标定装置和上位机连接，上位机控制信号驱动数据卡产生输出电压信号，驱动固态继电器控制标定装置中加热丝的通电与关断，实现加热与冷却，实现光纤光栅温度传感器从77K‑393K温度区间内的温度标定。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种低温至室温温度区间光纤光栅温度传感器标定系统。

背景技术

光纤光栅传感器具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、易于复用等特点，其特殊的材质和性能，使得其被认为是可以替代传统电信号传感器应用于腐蚀、低温、强电磁干扰等极端环境下的传感器件。不同于其他类型的光纤传感器，光纤光栅传感器是波长解调的传感器，宽带光源打出一束光，这束光经过传输光纤到达光纤光栅部位，经过光纤光栅后，满足布拉格条件波长的光将会被反射回检测电路，被反射回的光带有温度、应变等物理信息，通过解调反射光的波长，即可得到被测点的温度、应变等信息。同常规传感器一样，在用光纤光栅传感器进行绝对温度测量时，都要对传感器进行温度标定，即通过实验的方法确定光纤光栅温度传感器的波长和温度之间的定量关系。

想要通过实验的方法确定光纤光栅温度传感器的波长和温度之间的定量关系，实现传感器的标定，其核心是如何为被测光纤光栅传感器提供温度可调的环境，即要有合适的光纤光栅传感器标定装置。对于光纤光栅传感器的非极端环境（293K-393K）下的应用，其通用的标定方法有水浴标定法和温箱标定法，室温以上的温度可变环境非常易于获取。而对于将光纤光栅温度传感器等用于超导磁体温度（77K-293K）测量等极端环境时，由于涉及到液氮制冷等复杂的技术以及前沿的科学领域，目前还没有成熟的标定装置及方法。

中国专利申请号：201910758936.3，专利名称：一种基于液氮传导冷却的光纤光栅传感器标定装置，提出了一种液氮传导冷却对光纤光栅传感器进行温度标定的方法，该方法利用液氮传导制冷可以实现77K-293K温度区间内传感器的标定，然而该方法标定耗时长，需要耗费大量的液氮，此外，该方法只能实现77K-293K温度区间的标定，不能同时对更高温度区间（293K-）进行标定。

中国专利申请号：201811085366.8，专利名称：一种基于BP神经网络的FBG温度标定方法，提出了一种用BP神经网络实现光纤光栅温度传感器（FBG）标定的方法，该方法敲定了BP神经网络在光纤光栅温度传感器波长和温度数据处理中的应用，并没有给出具体的温度改变方式以及标定装置具体设计。

中国专利申请号：201911182291.X，专利名称：一种基于电磁感应加热的光纤光栅温度传感器标定装置，提出了一种用电磁感应加热实现光纤光栅温度传感器标定的方法，然而该方法只能实现293K以上温度的标定，并不具备低温温度标定的能力。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低温至室温温度区间光纤光栅温度传感器标定系统，该系统简单、方便、易于制作且能实现光纤光栅温度传感器从77K-393K温度区间内的温度标定。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种低温至室温温度区间光纤光栅温度传感器标定系统，它包括标定装置、低温杜瓦、光纤光栅解调仪、温度数据采集卡、直流电源、固态继电器、信号驱动数据卡和上位机；所述标定装置固定于低温杜瓦内，光纤光栅解调仪和温度数据采集卡与标定装置和上位机连接，直流电源、固态继电器和信号驱动数据卡依次串联后与标定装置和上位机连接。

所述标定装置包括固定基板上侧连接的隔热罩，固定板位于隔热罩两侧与隔热罩连接。

所述固定基板上侧面设置加热槽，加热槽位于隔热罩内，位于加热槽内设置加热丝，铜板位于加热丝上，线孔从固定基板侧面贯穿至加热槽内。