[发明专利]一种基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法

权利要求书

1.一种基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，该荧光光纤温度传感器是其传光光纤连接温度传感器光纤探头和光纤耦合器，并在温度传感器光纤探头上涂覆荧光物质；光纤耦合器再分别连接可强度调制的激励光源模块和滤波元件；调制信号源分别连接激励光源模块、数据处理模块及光电探测器；其特征在于，所述荧光光纤温度传感器实时测量多点温度包括如下步骤：

1)对激励光源模块进行强度调制，使其输出光强包络包含N个频率分量；

2)经过强度调制激励光源模块的输出光经光纤耦合器分光，并经传光光纤传输至Q路温度传感通道中的光纤探头；

3)光纤探头上的荧光物质受激发后发出荧光，探头收集荧光并由传光光纤反向传输；

4)荧光经光纤耦合器、滤波元件后，由光电探测器进行探测；

5)光电探测器探测到的荧光经过移相器进行K次改变参考信号相位，进行锁相检测，得到K组测量数据；

6)数据处理系统对锁相检测信号进行解调，获得一组荧光寿命信息；

7)将步骤6)获得的荧光寿命信息与预先标定的不同掺杂浓度下各荧光物质的荧光寿命随温度的变化曲线进行比对，即得到各定点通道的实时温度。

2.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述各荧光光纤温度传感器光纤探头上荧光物质的激发波长应相同或相近；其荧光物质可选择不同浓度的同种材料或激发波长相近的不同材料，并且所选各荧光物质的荧光寿命在一定的温度范围内不存在交叠区域。

3.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述激励光源模块中的激励光源由所用荧光物质的吸收光谱确定，所述激励光源选用激光器、发光二极管LED、高压汞灯或高压氙灯。

4.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述对激励光源模块进行强度调制采用直接对激励光源进行强度调制完成，或者通过将激励光源的输出经加载强度调制信号的声光调制器或电光调制器完成。

5.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述光纤耦合器的分光比为当有Q个测量点时，选用各路分光比为1/Q的光纤耦合器。

6.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述传光光纤选用单模或多模的石英光纤、或塑料光纤或聚合物光纤中一种。

7.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述滤波元件由二色镜或滤波片担任。

8.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述光电探测器选择为光电倍增管、雪崩二极管或光电二极管。

9.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：所述锁相检测方法为采用外差探测或零差探测。

10.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：调制频率数N与测量通道数Q应满足Q≤N；参考信号相位改变数K与调制频率数N需满足奈奎斯特抽样定理，即K＞2N。

11.根据权利要求1所述基于荧光光纤温度传感器实时测量多点温度的方法，其特征在于：测量通道数Q≥1，调制频率数N≥Q且N≥1，参考信号相位改变数K＞2N且K≥3。