[发明专利]准分布式地热浅井温度实时监测系统及方法

权利要求书

1.一种准分布式地热浅井温度实时监测系统，其特征在于：包括微控制子系统、光信号发射与传输子系统、温度传感网络、光电信号转换与处理子系统；

微控制子系统，用于向光信号发射与传输子系统发出控制信号控制扫描光信号的发射；

光信号发射与传输子系统，发出扫描光信号至温度传感网络；

温度传感网络包括N条温度传感器串；N≥1；每条温度传感器串包括至少一支光纤布拉格光栅温度传感器；

光电信号转换与处理子系统接收每条温度传感器串返回的光信号并进行光电转换后传输至微控制子系统实现温度监测。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述光信号发射与传输子系统包括扫描光源、光纤耦合器和N个三端口光环形器；

扫描光源在微控制子系统控制下发出单通道连续光谱；

光纤耦合器将所述单通道连续光谱分为N路光信号；

每路光信号经由一个三端口光环行器的端口1和端口2进入一条温度传感器串；

温度传感器串返回的光信号经光环行器的端口2和端口3进入光电信号转换与处理子系统。

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述光电信号转换与处理子系统包括N个光电探测器、微弱信号处理模块、AD转换模块和数据采集模块；

N个光电探测器分别探测N条温度传感器串返回的光信号并将光信号转化为模拟电信号；

微弱信号处理模块对所述N个电信号进行整形与放大；

AD转换模块将模拟电信号转换为数字电信号；

数据采集模块采集N个数字电信号并将采集的信号传输至微控制子系统。

4.根据权利要求1-3之一所述的监测系统，其特征在于：所述微控制子系统包括微处理器模块、数据存储模块；

所述微处理器模块发出控制信号至光信号发射与传输子系统控制扫描光信号的发射，所述控制信号包括扫描光信号的扫描波长范围、步进波长及精度信息；同时，微处理器模块接收光电信号转换与处理子系统的电信号得到返回光携带的波长信息，计算得到每一传感器监测到的温度变化量。

5.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于：所述监测系统还包括电能供应子系统、所述微控制子系统还包括电压转换与控制模块；

所述电能供应子系统采用太阳能电池板供电；所述电压转换与控制模块将电能供应子系统供应的电能进行不同级电压的转化为各用电模块进行供电，同时在微处理器模块的控制下完成各用电模块的供断电控制。

6.一种准分布式地热浅井温度实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

布设温度传感网络；温度传感网络包括N条温度传感器串；N≥1；每条温度传感器串包括至少一支光纤布拉格光栅温度传感器；

发出光信号至每条温度传感器串；

接收每条温度传感器串返回的光信号处理得到光波长信息；

将所述光波长信息与该传感器串上对应传感器的初始波长进行对比，得到温度信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：发出光信号至每条温度传感器串包括：

控制扫描光源发射连续光谱；

连续光谱经由光纤耦合器分为N路光信号；

每路光信号经由一个三端口光环行器的端口1和端口2进入一条温度传感器串。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，接收每条温度传感器串返回的光信号处理得到光波长，包括：

温度传感器串返回的光信号经光环行器的端口2和端口3进入光电信号转换与处理子系统经光电探测、模数转换和采集处理得到光波长信息。

9.根据权利要求6-8之一所述的方法，其特征在于，布设温度传感网络包括：

在地热浅井中布设套管；

将每条温度传感器串绑缚于端头带有重锤的下井绳上，并下井布设在所述套管中。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：还包括将温度信息进行本地存储和/或传输至控制中心。