[实用新型]一种基于光纤光栅的分段测温实时预警装置

说明书

本实用新型公开了一种基于光纤光栅的分段测温实时预警装置。包括宽带光源、环形器、长距离单模传输光纤、光纤光栅传感器阵列、耦合器、滤波片、光电探测器、警示灯；当光纤光栅传感器阵列中的某一个位置或多个位置附近的温度增加时，光纤光栅传感器阵列中的光纤光栅所反射的光波长就会向长波长方向移动，具有一定带宽和中心波长的滤波片能够滤出特定波段的光波，滤出的光波通过光电探测器最后与警示灯相连，即可实现分段实时测温预警。本实用新型具有可对温度进行分段测量、无需复杂的可调节滤波器和昂贵的解调装置、结构简单、灵活方便、成本低、可实现低成本的温度实时预警等优点。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，特别涉及一种基于光纤光栅的分段测温实时预警装置。

背景技术

温度是一种可以表征物体冷热程度的物理量，温度在日常生活和工程应用中起着非常重要的作用，尤其对于航空、航天、汽车、飞行器等高端设备在运行过程中温度是一种最普通又非常重要的测量参数，因此，在许多情况下，温度的测量和实时监控一直以来都是一个不可或缺的课题。

在过去的几十年里，各式各样的温度传感器已经被研究并应用于工业生产、环境监测和医疗等领域。温度传感器是指能够感受温度并将温度转换成可用输出信号的传感器，目前常用的温度传感器可分为热电阻和和热电偶两类传感器，但是随着光纤传感技术的飞速发展，光纤温度传感器因其易于制造、体积小、成本低、坚固耐用和抗电磁干扰等独特性能迅速成为人们研究的热潮，传统的温度传感器只能对某一测点位置处的温度进行单维度测量，不能对多点、长距离的温度变化进行测量，且传统温度传感器结构复杂、制造价格昂贵，这给实际探测带来了诸多困难。

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外曝光的方法，沿纤芯轴向形成永久性的折射率呈周期性变化的光纤器件，其实质是在纤芯内形成一个窄带的反射(或透射)式光学滤波器，基于光纤光栅的传感过程是通过外界参量(如应力、振动、温度等)对其中心波长的调制来获取传感信息，因此光纤光栅是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅中心λ_B与应变ε和温度T的关系可简化为公式根据应力、振动、温度等发生改变引起的波长漂移，光纤光栅可制成用于检测应力、应变、压力、振动、温度、等多种参量的光纤光栅传感器。

目前对于光纤光栅的解调一般都是测量其波长移动，最常见的就是光谱分析仪，它的波长测量范围宽，分辨率高，能测量出微小的应变量，但是它体积大，价格昂贵，一般适用于实验室中，不适合现场测量，还有一些常用的解调方法，例如多波长计检测法、匹配光栅检测法、波长可调谐光源解调法、非平衡M-Z干涉仪检测法等，对于现场温度实时监测过程中，这些解调装置都价格昂贵，解调模式复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对上述传统的光纤光栅在现场实时监测过程中，解调装置价格昂贵，解调模式复杂等问题，本实用新型提出了一种结构简单、灵活方便、成本低、适用于远距离测量的一种基于光纤光栅的分段测温实时预警装置。

本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案为：

一种基于光纤光栅的分段测温实时预警装置，其特征在于包括宽带光源、光环形器、长距离单模传输光纤、光纤光栅传感器阵列、耦合器、滤波片、光电探测器和警示灯；