【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，属于温度传感器标定。
技术介绍
1、光纤光栅传感器具有高灵敏度、抗电磁干扰、传感单元体积小、便于组网，既可表面粘贴也可在设备内部布设等优点，已经广泛应用于电力系统、土木工程、化工、航空航天、医疗等领域。
2、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。
3、但实际应用中，光纤光栅反射波长与温度的线性拟合的曲线与标准温度传感器相比，测量误差较大。因此需要增加拟合曲线的修正项，以减小测量误差，提高传感器的测量精度。
4、其工程化的应用大部分集中在-20～80℃温度范围的测量。除了受制于光纤涂覆层、光纤光栅刻写以及封装方式等带来的温度耐受性的限制外，多测点光纤光栅高温传感器的波长温度系数标定也是限制其工程应用的一个难点。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，在装置的工作温度及设计长度范围内，对若干测点的光纤光栅测温传感器提供精确、便捷的温度标定。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，包括：
4、s1：布设多测点光纤光栅测温传感器标定的试验环境：
5、选取多个中心波长均不同的光纤光栅测
6、将多测点光纤光栅测温传感器按照s形放置，每个光纤光栅测温传感器两端贴装于防静电盒上；每两个相邻光纤光栅测温传感器之间贴装热电偶；
7、将防静电盒放入温箱，各光纤光栅测温传感器连接光纤波长采集模块，各热电偶连接热电偶温度采集模块；其中，光纤波长采集模块用于记录光纤波长；
8、s2：开展标定试验
9、s2.1：根据光纤光栅式温度传感器量程范围，设置多个标定温度点；
10、s2.2：启动温箱，温箱内的温度从低温到高温逐点上升，达到每一个标定温度点时保温设定时长，记录各标定温度线下、各光纤光栅测温传感器贴装的热电偶温度示值与连接的光纤光栅式温度传感器波长值；
11、s2.3：关闭温箱，待温箱自然降温至室温后，再次执行s2.2的操作；多次循环上述过程；
12、s3：根据第p次循环下记录的各光纤光栅测温传感器在各标定温度线下热电偶温度示值与光纤光栅式温度传感器波长值，p>1，得到各光纤光栅测温传感器对应的热电偶温度与光纤光栅式温度传感器波长的函数关系式，作为各光纤光栅测温传感器的标定曲线。
13、进一步地，步骤s3中，以第p个循环中各光纤光栅测温传感器在标定温度点下，保温的最后5～10分钟热电偶示值的均值为纵坐标，光纤光栅测温传感器波长值的均值为横坐标，运用多项式拟合的方法建立函数关系式：
14、t′＝aiλ2+biλ+ci
15、式中，λ为光纤光栅测温传感器波长，t′为热电偶值，ai、bi、ci分别为第i个光纤光栅测温传感器的函数二次项、一次项、零次项系数。
16、进一步地，将第q个循环光纤光栅测温传感器在标定温度点下(q＞1，q≠p)，保温的最后5～10分钟热电偶示值的均值作为标准，将光纤光栅测温传感器波长值的均值代入相应光纤光栅测温传感器的函数关系式中，得到各标定温度点下的光纤光栅式温度传感器波长的计算温度，将计算温度与对应的标准进行比对，得到各标定点的温度测量误差。
17、进一步地，若各标定点的温度测量误差均在允许范围内，则得到的标定曲线为最终标定结果；否则，调整函数关系式的系数，直至温度测量误差在允许范围内。
18、进一步地，根据光纤光栅测温传感器的测温范围，每隔3～7度选取一个标定温度点。
19、进一步地，相邻两个光纤光栅测温传感器间隔不大于1.5cm。
20、进一步地，根据光纤光栅测温传感器的长度，将3m双面胶平行贴于防静电盒上，光纤光栅测温传感器中的光栅刻蚀区下方无3m双面胶。
21、进一步地，每两个相邻光纤光栅测温传感器之间贴装热电偶，使用3m 2214纸胶带进一步固定。
22、进一步地，步骤2中至少进行3次循环。
23、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
24、(1)本专利技术公开的一种基于光纤光栅式温度传感器的标定方法，从数据算法上提高光纤光栅式温度传感器的测温精度。
25、(2)本专利技术公开的一种基于光纤光栅式温度传感器的标定方法，采用得到的标定曲线进行温度测量验证，与热电偶示值相比，得到光纤光栅温度传感器的测量误差，通过减小测量误差提高光纤光栅式温度传感器测温能力的准确性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，步骤S3中，以第p个循环中各光纤光栅测温传感器在标定温度点下，保温的最后5～10分钟热电偶示值的均值为纵坐标，光纤光栅测温传感器波长值的均值为横坐标，运用多项式拟合的方法建立各光纤光栅测温传感器对应的函数关系式：
3.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，将第q个循环光纤光栅测温传感器在标定温度点下(q＞1，q≠p)，保温的最后5～10分钟热电偶示值的均值作为标准，将光纤光栅测温传感器波长值的均值代入相应光纤光栅测温传感器的函数关系式中，得到各标定温度点下的光纤光栅式温度传感器波长的计算温度，将计算温度与对应的标准进行比对，得到各标定点的温度测量误差。
4.根据权利要求3所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，若各标定点的温度测量误差均在允许范围内，则得到的标定曲线为最终标定结果；否则，调整函数关系式的系数，直至温度测量误差在允许范围内。
5.根据权利要求
6.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，相邻两个光纤光栅测温传感器间隔不大于1.5cm。
7.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，根据光纤光栅测温传感器的长度，将3M双面胶平行贴于防静电盒上，光纤光栅测温传感器中的光栅刻蚀区下方无3M双面胶。
8.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，每两个相邻光纤光栅测温传感器之间贴装热电偶，使用3M 2214纸胶带进一步固定。
9.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，步骤2中至少进行3次循环。
...【技术特征摘要】
1.一种多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，步骤s3中，以第p个循环中各光纤光栅测温传感器在标定温度点下，保温的最后5～10分钟热电偶示值的均值为纵坐标，光纤光栅测温传感器波长值的均值为横坐标，运用多项式拟合的方法建立各光纤光栅测温传感器对应的函数关系式：
3.根据权利要求1所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，将第q个循环光纤光栅测温传感器在标定温度点下(q＞1，q≠p)，保温的最后5～10分钟热电偶示值的均值作为标准，将光纤光栅测温传感器波长值的均值代入相应光纤光栅测温传感器的函数关系式中，得到各标定温度点下的光纤光栅式温度传感器波长的计算温度，将计算温度与对应的标准进行比对，得到各标定点的温度测量误差。
4.根据权利要求3所述的多测点光纤光栅测温传感器的标定方法，其特征在于，若各标定点的温度测量误差均在允...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文彦，褚天琪，孟祥涛，付铁刚，闫欢欢，宗媛媛，冯杰，邹恒光，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。