[实用新型]一种线性温度传感器阵列的标定装置

说明书

一种线性温度传感器阵列的标定装置，包括硬质管、线性温度传感器阵列、温度计、解调仪、固定架。所述硬质管底端封口并留有阀门，顶端开口；固定架将硬质管垂直固定；所述硬质管中充满液态导热介质；所述线性温度传感器阵列的一端沿硬质管顶端的开口向下自由放置，线性温度传感器阵列的另一端接入解调仪；所述温度计与线性温度传感器阵列上的传感点并联固定。本实用新型一种线性温度传感器阵列的标定装置，克服了现有标定方法的精度低、一致性差、易受弯曲应力影响等问题，在高精度光纤光栅温度传感器标定中具有重要的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及光纤温度传感领域，具体涉及一种线性温度传感器阵列的标定装置。

背景技术

光纤光栅传感器阵列由于其具有高灵敏度、抗电磁干扰、大空间分布式测量以及便于组网等显著优点，在高精度温度传感领域应用潜力巨大。但由于光纤光栅传感器直接测量的是波长的变化，无法对温度进行直接的反映。光纤光栅布拉格波长的变化与温度的变化在一定条件下呈线性关系，通过对线性的光纤光栅传感器进行温度标定，确定光纤光栅波长变化量与环境温度变化量的关系，即可通过波长准确计算出温度值，实现光纤光栅对温度测量。

常规的光纤光栅温度传感器的标定方法是直接将传感器本身置于恒温气体箱或恒温液体浴槽内，由恒温气体箱或恒温液体浴槽自带的加热源来改变环境温度。实践中发现，采用直接加热方式来改变气体或液体的温度，受热源工作方式及安装位置的影响，以及介质本身热传导特性的限制，恒温气体箱或恒温液体浴槽内的温度分布并不均匀，尽管诸多恒温装置采用风扇或搅拌器辅助热扩散，但装置内不同位置的温度差异仍然很大，如某品牌恒温气体箱显示的温度精度0.1℃，但实际的箱内温度的不均衡性大于0.5℃，恒温油浴锅加热源附近和远离区域的温差大于0.5℃。而且一般恒温气体箱或恒温液体浴槽体积较小，光纤光栅温度传感器阵列大多采用卷绕成盘的方式置于恒温气体箱或恒温液体浴槽中进行标定。实验中发现光纤光栅温度传感器成缆后缠绕在直径为25cm的圆盘上与伸直状态下的光纤光栅中心波长相差约10pm，说明光纤光栅温度传感器阵列在弯曲的情况下受到了应力作用。当弯曲盘绕的光纤光栅置于恒温气体箱或恒温液体浴槽中进行温度标定时，由于光纤光栅传感器受到应力影响，标定出来的光纤光栅的中心波长与温度会因此而呈现非线性关系，因此会对光纤光栅温度标定的准确性。受上述标定条件的限制，传统的光纤光栅传感器温度精度一般标称为0.5℃。这种精度已经能满足火灾等一般温度监测的需求，但在诸如大坝温度场、水环境、土壤含水率监测等高精度的温度场监测中，已经很难满足现场温度监测的要求，例如对水环境的温度梯度进行监测时，需要光纤光栅传感器的温度测量精度要求优于0.1℃，采用传统的标定装置及方法已经很难满足高精度光纤光栅温度传感器的标定需求。

发明内容

本实用新型为克服现有线性温度传感器标定方法精度低，一致性差，易受弯曲应力影响等问题，提供了一种线性温度传感器阵列的标定装置及方法。

本实用新型采取的技术方案为：

一种线性温度传感器阵列的标定装置，包括硬质管、线性温度传感器阵列、温度计、解调仪、固定架。

所述硬质管底端封口并留有阀门，顶端开口；固定架将硬质管垂直固定；

所述硬质管中充满液态导热介质；

所述线性温度传感器阵列的一端沿硬质管顶端的开口向下自由放置，线性温度传感器阵列的另一端接入解调仪；

所述温度计与线性温度传感器阵列上的传感点并联固定。

所述液态导热介质为水或油。

所述线性温度传感器阵列为光纤光栅阵列。

该装置还包括牵引绳，牵引绳与所述线性温度传感器阵列之间进行固定，牵引绳的自由端还挂有配重块，用于保持牵引绳的铅锤状态。