[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

摘要

本发明涉及一种基于labview平台的光纤光栅阵列传感测温装置及其测温方法，它由上位机传感测温系统和外部测温装置构成，上位机传感测温系统包括控制界面模块，功能显示模块，阈值告警模块以及数据自动存储模块；外部测温装置包括光源、光纤光栅阵列、环形器、体光栅解调模块。该装置可实现原油储罐、大型输电变电站开关柜内部系统和森林火灾预警等易燃易爆极端条件下温度的采集与实时监测，不同阈值条件下的温度告警，数据输出，可切换保存模式的数据存储，光栅参数设置，测温点‑温度曲线的动态显示等功能。该装置可精确地解调出光栅的温度值，可实现测温范围0‑300℃的温度测量。

主权项

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。