[发明专利]一种利用光纤温度传感器对风机齿轮箱温度检测方法

权利要求书

1.一种利用光纤温度传感器对风机齿轮箱温度检测方法，其特征在于，所述方法包括：

将光纤温度传感器置于风机齿轮箱的目标位置，所述光纤温度传感器包括光源、传感探头、入射光纤以及出射光纤，所述传感探头内设置有感温介质；

所述光源发出入射光并经所述入射光纤将其传输至所述传感探头；

所述感温介质根据感测到的目标位置的温度，对所述入射光的光强进行调制获得出射光，并经所述出射光纤射出；

将所述出射光对应的光信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标位置的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感温介质采用水银柱，所述感温介质根据感知到的目标位置处的温度，对所述入射光的光强进行调制获得出射光，包括：

所述水银柱随所述目标位置的温度变化而升降，以对所述传感探头内的光路进行遮断，以改变所述入射光的光强获得所述出射光。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述光纤温度传感器置于风机齿轮箱的目标位置之前，所述方法还包括以下步骤：

构建所述光纤温度传感器，具体包括以下步骤：

选取波长650nm～700nm的发光二极管作为所述光源；

确定所述入射光纤接收到的所述入射光的光强、以及所述出射光纤接收到的所述出射光的光强；

制作所述光纤温度传感器的传感探头，并选取水银柱作为所述感温介质，根据所述入射光的光强设计其与所述水银柱的位移之间的对应关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述入射光的光强I₀满足以下公式(1)：

其中，Φ(x,y,z)表示入射光纤端面(x,y,z)处的光通量密度；σ表示一表征入射光纤折射率分布的相关参数，对于阶跃型光纤，σ＝1；a₀表示入射光纤纤芯半径；ζ表示调制参数；θ_c表示入射光纤的最大出射角；

所述出射光的光强I(x,y,z)满足下述公式(2)：

式中：

ω(z)＝σa₀[1+ζ(z/a₀)^3/2tanθ_c]

其中，s表示出射端接收的入射光未被所述水银柱挡住部分的面积。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述入射光的光强设计其与所述水银柱的位移之间的对应关系，包括：

设定当所述目标位置的温度为0℃时，出射端接收的入射光被所述水银柱挡住的面积恰好为0；以及，

设定当所述目标位置的温度为150℃时，出射端接收的入射光未被所述水银柱挡住的面积恰好为0，以使得所述水银柱的位移与所述入射光的光强呈近似线性的函数关系。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传感探头用经过硬质阳极氧化的铝合金作为导热板、导热块以及外壳。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述出射光对应的光信号转换为电信号，包括：

利用光电转换器，先将所述光信号转换为电流信号、之后将所述电流信号转换为电压信号、最后将所述电压信号进行放大处理；以及，

利用滤波电路，将放大处理后的电压信号进行滤波处理。