專利名稱：一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種傳感器測溫方法，特別涉及于一種可以提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法。
背景技術：
光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一種，基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對光纖布拉格波長的調(diào)制來獲取傳感信息，是一種波長調(diào)制型光纖傳感器。由于光纖光柵與光纖之間天然的兼容性，很容易將多個光纖光柵串聯(lián)在一根光纖上構成光纖光柵陣列，實現(xiàn)準分布式傳感，加上光纖光柵具有普通光纖的許多優(yōu)點外，且本身的傳感信號為波長調(diào)制，測量信號不受光源起伏、光纖彎曲損耗不受光源功率波動和系統(tǒng)損耗影響的特點，因此光纖光柵在傳感領域的應用引起了世界各國有關學者的廣泛關注和極大興趣光纖光柵測溫系統(tǒng)特點。光纖光柵傳感器具有其他傳感器無法代替的優(yōu)點，其中光纖光柵傳感器為全光纖型，現(xiàn)場無需供電，而且不受電磁干擾及核輻射的影響；光纖傳感器滿足電力設備對安全性和可靠性的苛刻要求測量精度和分辨率高，測溫精度為士0.3°C，測溫分率辨為0.01°C ；而且響應速度快，具有定溫和差溫報警能力；系統(tǒng)具有大容量擴展能力后續(xù)擴容無需更換主機，只需增加光纖溫度傳感器就可實現(xiàn)集中在線監(jiān)測；安裝快速，維護簡便。但由于光纖光柵解調(diào)器在采集光纖光柵反射波長的時候，是依據(jù)波長大小來進行順序排列的，如果沒有按照波長的大小順序來對光纖光柵傳感器進行串聯(lián)連接，或是在進行并聯(lián)的情況下，其中的某幾只光纖光柵傳感器出現(xiàn)了斷開的情況，或者串接的光纖光柵傳感器中最后幾個斷開而在光譜中顯示為中間某個或是某幾個反射峰的缺失，這樣會引起整個鏈路上各個傳感器位置的串擾與混亂，所以現(xiàn)有光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫的穩(wěn)定性較差。傳統(tǒng)的解決方法是在進行組裝熔接的時候，要求按照中心波長的大小順序來熔接，并設置超溫故障報警，針對每一串FBG光纖光柵傳感器或每一組并聯(lián)的FBG傳感器光纖光柵傳感器都出具相應的出廠配置順序表，工程安裝時要填寫完整的安裝順序表等方法， 這個過程安裝復雜，擴展性差，對安裝流程要求高，不適于光纖光柵傳感器的大規(guī)模應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，該發(fā)明能夠識別解調(diào)出的反射光譜中波峰對應的各個傳感器的位置及其表示的溫度，防止光譜位置的變化造成解調(diào)出現(xiàn)識別上的錯誤，引起傳感器混亂，并發(fā)出報警信號。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，包括A1)依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長，確定各光纖光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；A2)按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)，依次檢查源自所述通道的各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；A3)根據(jù)各光纖光柵傳感器的反射峰的波長與溫度的對應關系，從檢查到的反射峰算出各光纖光柵傳感器的溫度值。特別是，根據(jù)對應于各光纖光柵傳感器波長動態(tài)分區(qū)的反射峰，確定所述通道中光纖光柵傳感器的位置。其中步驟Al)還包括將所檢查到的反射峰的個數(shù)與所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)進行比較；若所述反射峰的個數(shù)少于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則將缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)所對應的光纖光柵傳感器賦予故障標識；若所述反射峰的個數(shù)大于所述通道中配置的傳感器的個數(shù)，則將所述通道中所有的光纖光柵傳感器賦予故障值。另外，若所述反射峰的個數(shù)少于或多于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則發(fā)出報警信號。其中，波長動態(tài)分區(qū)包括以光纖光柵傳感器中心波長為中心的波長區(qū)間，在該波長區(qū)間內(nèi)動態(tài)地劃分出與正常溫度區(qū)域、超溫區(qū)域和故障區(qū)域相對應的波長區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，包括Bi)依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長確定各光線光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；B2)按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)檢查源自所述各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；B3)將所檢查到的反射峰的個數(shù)與所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)進行比較；B4)若所述反射峰的個數(shù)少于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則尋找缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)，并對找到的缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)所對應的光纖光柵傳感器賦予故障標識；B5)若所述反射峰的個數(shù)大于所述通道中配置的傳感器的個數(shù)，則將所述通道中所有光纖光柵傳感器賦予故障值。其中，若所述反射峰的個數(shù)少于或多于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則發(fā)出報警信號。特別是，根據(jù)各光纖光柵傳感器的反射峰波長與溫度的對應關系，算出各光纖光柵傳感器的溫度值。其中，波長動態(tài)分區(qū)包括以光纖光柵傳感器中心波長為中心的波長區(qū)間，在該波長區(qū)間內(nèi)動態(tài)地劃分出與正常溫度區(qū)域、超溫區(qū)域和故障區(qū)域相對應的波長區(qū)域。其中，按光譜中波長大小順序依次排列所述通道中各光纖光柵傳感器，在此情況下，根據(jù)對應于各波長動態(tài)分區(qū)的反射峰，確定所述通道中光纖光柵傳感器的位置。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明不改變原有傳感器的物理布置情況，對原有的傳感器的工作溫度區(qū)域進行劃分，并確定每個傳感器工作溫度區(qū)域內(nèi)的工作波形，然后通過確定的每個傳感器的工
5作波形與溫度的關系，可以確定通道中解調(diào)的光譜中每一個反射峰所對應的傳感器的位置及溫度。2、本發(fā)明利用了對每個傳感器與其工作溫度區(qū)域動態(tài)劃分方法判斷每一傳感器的位置及溫度，其針對每一個傳感器的溫度區(qū)域劃分可以固化在每一個傳感器設置的程序里面，便于對每一個傳感器的分析。3、本發(fā)明可以針對解調(diào)出的傳感器的峰值與通道中傳感器的個數(shù)進行對比，從而確定整幀光譜中是多峰現(xiàn)象還是少峰現(xiàn)象等其他故障，并最大限度地避免這些錯誤對整個系統(tǒng)造成影響和損害，最大限度地保證錯誤產(chǎn)生時，系統(tǒng)仍能正常工作，并作出反映。


圖1是本發(fā)明實施例一的具體流程圖；圖2是本發(fā)明中光纖光柵傳感器的溫度區(qū)域劃分結(jié)構圖；圖3是本發(fā)明實施例二的具體流程圖；圖4是本發(fā)明實施例二中處理傳感器故障的整體流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例一本發(fā)明提出了一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，具體描述如下如圖1所示，提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法S11，依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長，確定各光纖光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；S12，按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)，依次檢查源自所述通道的各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；S13，根據(jù)各光纖光柵傳感器的反射峰的波長與溫度的對應關系，從檢查到的反射峰算出各光纖光柵傳感器的溫度值。該方法利用了每個通道中傳感器的中心波長不重復的特點，將傳感器的中心波長經(jīng)過與溫度關系的換算，得出溫度傳感器在其工作溫度范圍區(qū)間內(nèi)與波長的關系，傳感器的工作溫度區(qū)間劃分可以根據(jù)實際情況劃分，如圖2所示，顯示了一個光纖光柵傳感器的溫度區(qū)域劃分，對于每一個傳感器都有一個正常工作區(qū)域以及超溫區(qū)域和故障區(qū)域，超過正常工作區(qū)域進入超溫區(qū)域或者是故障區(qū)域可以進行報警處理。根據(jù)每一個光纖光柵傳感器與其工作溫度區(qū)域及中心波長信息，建立每個傳感器以光纖光柵傳感器中心波長為中心的波長區(qū)間的工作溫度/波長區(qū)域，其工作溫度/波長區(qū)域包括如圖2所示的該傳感器的該波長區(qū)間內(nèi)動態(tài)地劃分出與正常溫度區(qū)域、超溫區(qū)域和故障區(qū)域相對應的波長區(qū)域，由于每個傳感器的中心波長不同，所以每個傳感器的工作溫度/波長區(qū)域也不同。通道中每個傳感器的工作波長/溫度范圍在該通道整幀光譜中形成對應多個動態(tài)分區(qū)，通過將解調(diào)出來的傳感器峰值與整幀光譜上的多個分區(qū)進行一一比對，每個動態(tài)分區(qū)中對應一個傳感器的反射峰，可以準確反映出光譜上每個分區(qū)所對應的傳感器及其反映的溫度值。將所檢查到的反射峰的個數(shù)與所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)進行比較，當反射峰的個數(shù)少于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則將缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)所對應的光纖光柵傳感器賦予故障標識并發(fā)出報警信息；當反射峰的個數(shù)大于所述通道中配置的傳感器的個數(shù)，則將所述通道中所有的光纖光柵傳感器賦予故障值，并發(fā)出報警信息。實施例二，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明另一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，如圖3所示，具體描述如下S31依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長確定各光線光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；S32按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)檢查源自所述各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；S33將所檢查到的反射峰的個數(shù)與所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)進行比較；S34若所述反射峰的個數(shù)少于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則尋找缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)，并對找到的缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)所對應的光纖光柵傳感器賦予故障標識；S35若所述反射峰的個數(shù)大于所述通道中配置的傳感器的個數(shù)，則將所述通道中所有光纖光柵傳感器賦予故障值。其中，對于每個傳感器的工作溫度/波長區(qū)域的劃分與實施例一的方法相同，在此不再贅述。對光纖光柵傳感器反射峰的問題解決辦法分析通常如下表所示
權利要求
1.一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，其特征在于包括Al)依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長，確定各光纖光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；A2)按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)，依次檢查源自所述通道的各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；A3)根據(jù)各光纖光柵傳感器的反射峰的波長與溫度的對應關系，從檢查到的反射峰算出各光纖光柵傳感器的溫度值。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)對應于各光纖光柵傳感器波長動態(tài)分區(qū)的反射峰，確定所述通道中光纖光柵傳感器的位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟Al)還包括將所檢查到的反射峰的個數(shù)與所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)進行比較；若所述反射峰的個數(shù)少于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則將缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)所對應的光纖光柵傳感器賦予故障標識；若所述反射峰的個數(shù)大于所述通道中配置的傳感器的個數(shù)，則將所述通道中所有的光纖光柵傳感器賦予故障值。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，若所述反射峰的個數(shù)少于或多于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則發(fā)出報警信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述波長動態(tài)分區(qū)包括以光纖光柵傳感器中心波長為中心的波長區(qū)間，在該波長區(qū)間內(nèi)動態(tài)地劃分出與正常溫度區(qū)域、超溫區(qū)域和故障區(qū)域相對應的波長區(qū)域。
6.一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，其特征在于包括Bi)依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長確定各光線光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；B2)按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)檢查源自所述各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；B3)將所檢查到的反射峰的個數(shù)與所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)進行比較；B4)若所述反射峰的個數(shù)少于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則尋找缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)，并對找到的缺少反射峰的波長動態(tài)分區(qū)所對應的光纖光柵傳感器賦予故障標識；B5)若所述反射峰的個數(shù)大于所述通道中配置的傳感器的個數(shù)，則將所述通道中所有光纖光柵傳感器賦予故障值。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，若所述反射峰的個數(shù)少于或多于所述通道中配置的光纖光柵傳感器的個數(shù)，則發(fā)出報警信號。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)各光纖光柵傳感器的反射峰波長與溫度的對應關系，算出各光纖光柵傳感器的溫度值。
9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述波長動態(tài)分區(qū)包括以光纖光柵傳感器中心波長為中心的波長區(qū)間，在該波長區(qū)間內(nèi)動態(tài)地劃分出與正常溫度區(qū)域、超溫區(qū)域和故障區(qū)域相對應的波長區(qū)域。
10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，按光譜中波長大小順序依次排列所述通道中各光纖光柵傳感器，在此情況下，根據(jù)對應于各波長動態(tài)分區(qū)的反射峰，確定所述通道中光纖光柵傳感器的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高光纖光柵傳感器系統(tǒng)測溫穩(wěn)定性的方法，該方法包括依據(jù)光纖光柵傳感器系統(tǒng)通道的各光纖光柵傳感器固有中心波長，確定各光纖光柵傳感器對應于溫度動態(tài)分區(qū)的波長動態(tài)分區(qū)；按各光纖光柵傳感器的波長動態(tài)分區(qū)，依次檢查源自所述通道的各光纖光柵傳感器的光譜中的反射峰；根據(jù)各光纖光柵傳感器的反射峰的波長與溫度的對應關系，從檢查到的反射峰算出各光纖光柵傳感器的溫度值；根據(jù)對應于各波長動態(tài)分區(qū)的反射峰，確定所述通道中光纖光柵傳感器的位置。
文檔編號G01K15/00GK102401701SQ20101027904
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日2010年9月10日
發(fā)明者文進, 榮寧, 陳國興, 黃正宇 申請人:北京蔚藍仕科技有限公司