[发明专利]一种光纤传感器湿度测量标定装置及方法

说明书

本发明公开了一种光纤传感器湿度测量标定装置及方法，装置包括被标定的光纤传感器湿度测量主机、恒温恒湿箱和光学耦合器室，光纤传感器湿度测量主机连接一个分析电脑，分析电脑用于标定光纤传感器湿度测量主机的湿度补偿参数，光学耦合器室带有光纤准直器和PIN光电二极管，两者设置在一个水平导轨上，保证准直器与二极管同轴，光纤准直器发射光，PIN光电二极管接收光并转换为电信号，一个控制器控制PIN光电二极管在水平导轨水平移动进而调节PIN光电二极管与准直器的距离，所述光学耦合器室设置在恒温恒湿箱中，一个光纤线连接测量主机和准直器。本发明采用改变气室距离的方式，等效改变湿度，实现TDLAS湿度传感器的快速、稳定的标定。

技术领域

本发明属于传感器检测标定，特别涉及一种光纤传感器湿度测量标定装置及方法，是一种利用TDLAS技术的传感器测量湿度标定装置及方法。

背景技术

湿度标定一般通过湿度发生器提供稳定的湿度环境，然后改变不同温度、不同湿度点，改变发生器内湿度环境，用于提供湿度传感器湿度标定、校准。该方法仅适用于10℃~20℃的常温常湿湿度标定，而当用于低温环境、高温环境则湿度环境不稳定性增大、甚至无法实现环境稳定。此外，即使在常温常湿范围内标定，温度稳定需要1小时，湿度稳定时间至少30分钟，若5点标定，至少需要3个小时，时间长，标定效率低。

发明内容

本发明的目的是提出一种光纤传感器湿度测量标定装置及方法，是一种利用TDLAS技术的传感器测量湿度标定装置及方法，根据TDLAS湿度测量方法特点，采用改变气室距离的方式，等效改变湿度，实现湿度传感器测量的快速、稳定的标定。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种光纤传感器湿度测量标定装置，包括被标定的光纤传感器湿度测量主机、恒温恒湿箱和光学耦合器室，光纤传感器湿度测量主机连接一个分析电脑，分析电脑用于标定光纤传感器湿度测量主机的湿度补偿参数，光学耦合器室带有光纤准直器和PIN光电二极管，PIN光电二极管设置在一个水平导轨上，光纤准直器发射光，PIN光电二极管接收光并转换为电信号，一个控制器控制PIN光电二极管在水平导轨水平移动进而调节PIN光电二极管与光纤准直器的距离，其中，所述光学耦合器室设置在恒温恒湿箱中，一个光纤线连接光纤传感器湿度测量主机和光学耦合器室的光纤准直器，PIN光电二极管的电信号连接至光纤传感器湿度测量主机。

方案进一步是：所述恒温恒湿箱内设置有一个密封腔体，所述光学耦合器室设置在所述密封腔体内。

方案进一步是：所述光学耦合器室距腔体内底端的距离是3cm至5cm。

方案进一步是：在所述密封腔体内设置有抽气管，一个露点仪连接所述抽气管。

方案进一步是：所述分析电脑连接所述控制器，分析电脑通过控制PIN光电二极管在水平导轨水平移动调节PIN光电二极管与准直器的距离。

一种基于光纤传感器湿度测量标定装置的标定方法，所述装置包括被标定的光纤传感器湿度测量主机、恒温恒湿箱和光学耦合器室，光纤传感器湿度测量主机连接一个分析计算机，分析计算机用于标定光纤传感器湿度测量主机的湿度补偿参数，光学耦合器室带有光纤准直器和PIN光电二极管，PIN光电二极管设置在一个水平导轨上，光纤准直器发射光，PIN光电二极管接收光并转换为电信号，一个控制器控制PIN光电二极管在水平导轨水平移动进而调节PIN光电二极管与光纤准直器的距离，所述光学耦合器室设置在恒温恒湿箱中，一个光纤线连接光纤传感器湿度测量主机和光学耦合器室的光纤准直器，PIN光电二极管的电信号连接至光纤传感器湿度测量主机；其中，光纤传感器湿度测量标定方法是：

第一步：根据郎伯比尔定律公式建立一个PIN光电二极管与光纤准直器之间距离等效不同湿度的关系函数；

第二步：调节恒温恒湿箱稳定一个相对湿度和温度；