【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤测温，具体而言，涉及一种光纤测温装置及其远程监控系统。
技术介绍
1、温度监测在工业生产、电力系统、石油化工、航天航空等众多领域都有广泛应用。准确、可靠的温度监测数据不仅能够确保设备的正常运行,还能够降低生产成本,提高产品质量。因此,制造商和终端用户都非常重视温度监测技术的发展。
2、传统的温度测量方法主要包括热电偶、热电阻、热敏电阻等接触式传感器,以及红外测温仪等非接触式传感器。接触式传感器安装简单,成本较低,但受测点局限于传感器接触位置,无法实现远程监测；而非接触式传感器虽然能够实现远程监测,但受环境因素(如灰尘、烟雾等)的影响较大,测量精度较低。这些方法在一定程度上满足了温度监测的需求,但随着工业自动化和远程监控技术的发展,人们对更加精确、可靠的温度监测系统提出了更高的要求。
3、光纤测温技术作为一种新兴的温度监测方法,凭借其体积小、抗电磁干扰强、可远程监控等优势,逐步成为温度监测领域的热点技术。光纤测温的基本原理是:通过激光在光纤中传播的光学特性(如光功率、相位、偏振等)随温度变化而发生变化,从而实现对温度的测量。与传统接触式和非接触式传感器相比,光纤测温具有以下优势:
4、1.抗电磁干扰能力强。光纤本身是绝缘体,不会受电磁场的影响,因此测量结果不会受电磁干扰,适合在电磁环境恶劣的场合使用。
5、2.测点分布灵活。可在光纤沿线的任意位置布设多个测点,实现对整个区域的温度分布监测。
6、3.远程监控能力强。通过光纤将测温数据传输到远程监控中心,可
7、4.安全可靠。光纤本身不会产生电火花,不易产生短路等安全隐患,适合在易燃易爆环境中使用。
8、5.结构简单,可靠性高。光纤传感器结构简单,无需专业维护,可靠性高。
9、目前,光纤测温技术已经在石油化工、电力系统、航空航天等领域得到广泛应用。例如,在石油化工管道中布设光纤测温传感器,可实时监测管道温度,及时发现管道泄露等异常情况；在高压输电线路塔上安装光纤温度监测系统,可监测导线温度,提高输电线路的安全性；在航天器表面布设光纤传感器,可测量表面温度,为热防护设计提供依据。
10、然而，现有的光纤测温装置对激光发射源的稳定性要求较高,一旦激光源参数随时间发生变化,就会对温度测量的准确性造成影响。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种光纤测温装置及其远程监控系统，能够解决现有的光纤测温装置对激光发射源的稳定性要求较高,一旦激光源参数随时间发生变化,就会对温度测量的准确性造成影响的技术问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术的第一方面提供一种光纤测温装置，一种光纤测温装置，其中，包括激光发射器、弯曲机构、多根不同弯曲半径和弯曲极限半径的光纤、激光传感器以及控制芯片和显示屏，所述激光发射器发出的激光，输入到所述多根不同弯曲半径和弯曲极限的光纤的一端；所述弯曲机构采用优质热传导材料制成，用于在测温时将所述弯曲机构放置在待测温区，所述弯曲机构设置有多个弯曲通道，每个弯曲通道内穿设有一根光纤，每个弯曲通道的弯曲半径在对应光纤的弯曲本经和弯曲极限半径之间，每根光纤通过弯曲机构弯曲后穿出弯曲机构，并在每根光纤的另一端连接有一个激光传感器，每个激光传感器均与所述控制芯片连接，所述控制芯片内设置有温度检测模块，用于基于每个激光传感器采集的数据计算温度，所述显示屏与所述控制芯片电连接，所述显示屏用于显示检测的温度。
4、其中，所述温度检测模块，用于执行以下步骤：
5、s10、获取每个激光传感器采集的激光信号，记为测温激光信号，至少包括功率、相位、和偏振；
6、s20、对所述测温激光信号进行预处理后建立测温激光数组；
7、s30、计算所述测温激光数组与所述标准激光数组的差异度数组记为测温差异度数组，所述差异度数组用于表示所述测温激光数组与所述标准激光数组内每个元素的差异度；
8、s40、将所述测温差异度数组在预先设定好的差异度数组-温度数据库中进行匹配，以匹配度最高的数据库元素的温度，作为检测温度并输出。
9、进一步的，所述步骤s10具体包括:
10、步骤1、采用光电转换元件,将入射的激光信号转换为电信号；
11、步骤2、通过模数转换电路将获得的模拟电信号转换为数字信号；
12、步骤3、从所述数字信号中提取功率、相位和偏振参数,作为测温激光信号。
13、光电转换元件为光电二极管；模数转换电路采用12位模数转换器。
14、进一步的，所述步骤s20具体包括：
15、步骤1、对获取的测温激光信号进行滤波处理,去除噪声干扰；
16、步骤2、对滤波后的测温激光信号进行归一化处理；
17、步骤3、将预处理后的测温激光信号按时间序列排列成一维数组,作为测温激光数组。
18、滤波处理采用巴特沃斯滤波器；归一化处理采用最大最小归一化方法。可选的，测温激光数组的长度为1024个元素。
19、进一步的，所述步骤s30具体包括：
20、步骤1、建立标准激光数组,其中的激光信号参数值为在标准温度条件下测得的参考值；
21、步骤2、计算测温激光数组中每个元素与标准激光数组对应元素的差异度；
22、步骤3、将计算得到的差异度值组成一个差异度数组,作为测温差异度数组。
23、标准激光数组的长度与测温激光数组一致；差异度计算采用欧几里得距离。
24、进一步的，所述步骤s40具体包括：
25、步骤1、建立预先设定好的差异度数组-温度对照数据库,数据库中存储不同温度条件下对应的标准激光数组与测温激光数组的差异度数组；
26、步骤2、将步骤s30得到的测温差异度数组与数据库中的差异度数组进行匹配比对,找到最佳匹配的差异度数组；
27、步骤3、提取该最佳匹配差异度数组对应的温度值,作为最终检测温度值输出。
28、差异度数组-温度对照数据库的温度范围为-10摄氏度至40摄氏度,温度间隔为0.1摄氏度；最佳匹配算法采用欧几里得距离最小原则。所述差异度数组-温度对照数据库的数据采用实验的方式获取。
29、本专利技术的第二方面提供一种光纤测温装置的远程监控系统，其中，包括以下功能模块：
30、数据传输模块，用于将控制芯片收集的测温数据通过有线或无线网络传输到远程监控中心；
31、数据存储模块，在远程监控中心设置数据库,用于存储从现场传输回来的测温数据,方便历史数据的查询和分析；
32、远程监控界面模块，在远程监控中心开发web界面或客户端软件,用于对现场测温装置的实时监控和控制；
33、报警模块，当检测到温度异常时,及时向管理人员发送报警信息,通过短信、邮件的推送方式进行通知。
34、进一步的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光纤测温装置，一种光纤测温装置，其特征在于，包括激光发射器、弯曲机构、多根不同弯曲半径和弯曲极限半径的光纤、激光传感器以及控制芯片和显示屏，所述激光发射器发出的激光，输入到所述多根不同弯曲半径和弯曲极限的光纤的一端；所述弯曲机构采用优质热传导材料制成，用于在测温时将所述弯曲机构放置在待测温区，所述弯曲机构设置有多个弯曲通道，每个弯曲通道内穿设有一根光纤，每个弯曲通道的弯曲半径在对应光纤的弯曲本经和弯曲极限半径之间，每根光纤通过弯曲机构弯曲后穿出弯曲机构，并在每根光纤的另一端连接有一个激光传感器，每个激光传感器均与所述控制芯片连接，所述控制芯片内设置有温度检测模块，用于基于每个激光传感器采集的数据计算温度，所述显示屏与所述控制芯片电连接，所述显示屏用于显示检测的温度。
2.根据权利要求1所述的一种光纤测温装置，其特征在于，所述温度检测模块，用于执行以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种光纤测温装置，其特征在于，所述步骤S10具体包括:
4.根据权利要求2所述的一种光纤测温装置，其特征在于，所述步骤S20具体包括：
5.根据权
6.根据权利要求2所述的一种光纤测温装置，其特征在于，所述步骤S40具体包括：
7.一种光纤测温装置的远程监控系统，其特征在于，包括以下功能模块：
8.根据权利要求7所述的一种光纤测温装置，其特征在于，所述数据传输模块通过4G无线网络将测温数据传输至远程监控中心。
...【技术特征摘要】
1.一种光纤测温装置，一种光纤测温装置，其特征在于，包括激光发射器、弯曲机构、多根不同弯曲半径和弯曲极限半径的光纤、激光传感器以及控制芯片和显示屏，所述激光发射器发出的激光，输入到所述多根不同弯曲半径和弯曲极限的光纤的一端；所述弯曲机构采用优质热传导材料制成，用于在测温时将所述弯曲机构放置在待测温区，所述弯曲机构设置有多个弯曲通道，每个弯曲通道内穿设有一根光纤，每个弯曲通道的弯曲半径在对应光纤的弯曲本经和弯曲极限半径之间，每根光纤通过弯曲机构弯曲后穿出弯曲机构，并在每根光纤的另一端连接有一个激光传感器，每个激光传感器均与所述控制芯片连接，所述控制芯片内设置有温度检测模块，用于基于每个激光传感器采集的数据计算温度，所述显示屏与所述控制芯片电连接，所述显示屏用于显示检测的温度。...
【专利技术属性】
技术研发人员：高青山，陆荣，眭斐，刘鹏，黄青，
申请(专利权)人：上海明朋机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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