[实用新型]一种实现参数标定及自动校准的分布式光纤测温实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及分布式光纤温度传感系统，属于光纤温度传感技术领域，特别涉及一种实现参数标定及自动校准的分布式光纤测温实验装置。

背景技术

光纤温度传感器是测温技术中的新技术，也是工业中应用最多的传感器之一。分布式光纤温度传感器的出现，使获得单位信息量的成本大大降低，这对以电信号为基础的温度传感器和点式光纤光栅温度传感器无疑是一场革命。分布式光纤温度传感技术，就是利用光纤测量沿光纤走向几十公里连续空间的温度场分布情况，为强电磁场、高压大电流、易燃易爆、复杂几何空间等恶劣环境的温度场测量与控制，提供了可行的新手段。因此，分布式光纤温度传感器以其自身的特点受到了广泛的重视，研究分布式光纤温度传感系统具有重要的理论意义与应用价值。光纤分布式温度监测（DTS，Distributed Temperature Sensing），也称为分布式光纤测温，依据光时域反射（OTDR）原理和拉曼（Raman）散射效应对温度的敏感从而实现温度监测，全系统采用光纤作为敏感信息传感和信号传输的载体，具有连续测温、分布式测温、实时测温、抗电磁干扰、本征安全、远程监控、高灵敏度、安装简便、长寿命等特点，广泛应用于管道、隧道、电缆、石油石化、煤矿等行业。

在分布式光纤温度器的使用中，参数的标定是一个很重要的步骤，现在通用的方法是在使用前对光纤参数进行一次性标定，而且标定时忽略双通道不等衰减对温度解调的影响。但是由于个别参数的会随着系统光电特性改变，DTS长时间工作会导致测量误差逐渐扩大，这是就需要对参数进行校正。

传统的校正方法实际上是重新标定所有参数，由于使用中的光纤已经铺设到了工程现场，再次标定的难度较大，可行性低且准确性差。所以有必要对现有方法进行改进，使用一种新的标定和自校准的方法。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种实现参数标定及自动校准的分布式光纤测温实验装置，克服已有的技术局限，通过使用两个或三个恒温槽，使得参数标定的过程简单化、直观化。只需要用铂电阻温度传感器监测参考光纤的温度，就能在不影响系统工作的前提下对参数进行自动校准，使得DTS在长时间运行时保持良好的性能和准确度。

本实用新型为了达到上述目的采用的技术方案为：一种实现参数标定的分布式光纤测温实验装置，该装置包括DTS设备，光纤盲区，两个恒温水槽，参考光纤和传感光纤；第一恒温槽取温度T1，第二恒温槽分别取温度T2和T3，记录对应的三组光强比的信息，DTS设备是采集光纤中背向散射的斯托克斯光和反斯托克斯光的功率的装置，恒温水槽是一个能保持水温恒定的装置，光纤盲区是一段无法用作传感或标定的区域，该区域的长度受到探测器的影响；参考光纤是传感光纤中的一段，其长度大于系统空间分辨率，参考光纤盘成圆盘状置于恒温水槽内；传感光纤是普通的单模或多模光纤，使用两个恒温槽，两个恒温槽间距需要足够大，标定时一个恒温槽温度不变，另一个恒温槽需要分别保持两个温度。

另外提供一种实现参数标定的分布式光纤测温实验装置，该装置包括DTS设备，光纤盲区，三个恒温水槽，参考光纤和传感光纤；第一恒温槽取温度T1，第二恒温槽温度也是T1，第三恒温槽温度T3，记录对应的三组光强比的信息，DTS设备是采集光纤中背向散射的斯托克斯光和反斯托克斯光的功率的装置，恒温水槽是一个能保持水温恒定的装置，光纤盲区是一段无法用作传感或标定的区域，该区域的长度受到探测器的影响；参考光纤是传感光纤中的一段，其长度大于系统空间分辨率，参考光纤盘成圆盘状置于恒温水槽内；传感光纤是普通的单模或多模光纤；使用三个恒温槽，其中的两个恒温槽间距需要足够大，且至少有一个恒温槽与其它两个温度不同。

另外提供一种实现自动校准的分布式光纤测温实验装置，该装置包括DTS设备，光纤盲区，铂电阻温度传感器，参考光纤和传感光纤；在传感光纤始端Z0处取一段参考光纤，用铂电阻温度传感器实时监测参考光纤温度值T0，DTS设备是采集光纤中背向散射的斯托克斯光和反斯托克斯光的功率的装置，光纤盲区是一段无法用作传感或标定的区域，该区域的长度受到探测器的影响；铂电阻温度传感器是普通的电阻式温度传感器；参考光纤是传感光纤中的一段，其长度大于系统空间分辨率，参考光纤盘成圆盘状置于恒温水槽内；传感光纤是普通的单模或多模光纤。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

1.本实用新型一种实现参数标定及自动校准的分布式光纤测温实验装置简化了传统的标定概念和方法，提取了三个参数来代表分布式光纤测温系统特性参数，使用三个恒温槽可以同时标定出这三个参数。