專利名稱：分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，屬于光纖傳感的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
分布式光纖溫度傳感器(DistributedOptic Fiber Temperature Sensor,縮寫DOFTS，通常簡稱DTS)是一種新型的傳感器，其工作原理是基于光纖纖芯內(nèi)的拉曼散射或布里淵散射對溫度敏感的特性，并且結(jié)合成熟的光時域反射技術(shù)對光纖中的溫度信息精確定位，從而實現(xiàn)了溫度分布的測量。與傳統(tǒng)的傳感器相比，DTS具有諸多卓越的優(yōu)勢以光纖本身作為傳感媒介，一次 測量就可以得到沿光纖分布的數(shù)千點溫度信息，實現(xiàn)了連續(xù)分布式測量，降低了測量不確定度；測量距離遠(yuǎn)，測量時間短，適合遠(yuǎn)程實時監(jiān)控；靈敏度高，測量精度高，誤報率、漏報率低；耐腐蝕、耐水、耐火、電磁干擾免疫，可靠性高，維護(hù)成本低。目前，DTS在公路、地鐵隧道火災(zāi)探測，電纜隧道火災(zāi)預(yù)警，石化管道溫度監(jiān)測等場合得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在電纜隧道火災(zāi)預(yù)警中，通常將測溫光纜貼在電纜表面敷設(shè)，然后在DTS主機(jī)上設(shè)置報警閾值(例如最高溫度設(shè)定為60°C)并進(jìn)行測量，當(dāng)電纜表面的溫度超過設(shè)定的閾值時，DTS主機(jī)發(fā)出報警信號。然而，由于沒有考慮氣候及地理位置的變化，僅僅設(shè)置單一的閾值，往往會造成誤報或漏報，尤其是在夏天和冬天或者氣溫變化較大的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，包括如下步驟步驟1，在測溫區(qū)域敷設(shè)測溫光纖，以及測量環(huán)境溫度的裝置；步驟2，將測溫光纖、測量環(huán)境溫度的傳感器與DTS主機(jī)連接；步驟3，DTS主機(jī)控制光源發(fā)出周期性的光脈沖進(jìn)入測溫光纖，采集傳感光纖中后向拉曼散射的斯托克斯和反斯托克斯信號；步驟4，DTS主機(jī)根據(jù)主機(jī)內(nèi)部參考光纖環(huán)的溫度，以及步驟3采集的斯托克斯和反斯托克斯信號計算測溫區(qū)域的溫度；步驟5，DTS主機(jī)根據(jù)環(huán)境溫度曲線函數(shù)計算報警閾值；步驟6，DTS主機(jī)在測溫區(qū)域溫度高于報警閾值時發(fā)出報警信號。所述分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法中，步驟I所述測量環(huán)境溫度的裝置為光纖光柵溫度傳感器。所述分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法中，步驟I所述測量環(huán)境溫度的裝置為測溫光纖的抽頭。所述分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法中，步驟5所述的環(huán)境溫度曲線函數(shù)為月平均溫度曲線函數(shù)或者線性函數(shù)或者拋物線函數(shù)。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果根據(jù)外界環(huán)境的溫度，自動調(diào)整報警閾值，解決了傳統(tǒng)的單一閾值易出現(xiàn)誤報、漏報現(xiàn)象的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性，提高了系統(tǒng)的可靠性。


圖I為測溫光纖的第一種敷設(shè)方案示意圖。圖2為測溫光纖的第二種敷設(shè)方案示意圖。
圖中標(biāo)號說明101為DTS主機(jī)，102為測溫光纖，103為測溫區(qū)域，104為傳導(dǎo)光纖，105為點式傳感器，106為測溫光纖的抽頭。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，其特征在于包括如下步驟步驟1，在測溫區(qū)域敷設(shè)測溫光纖，以及測量環(huán)境溫度的裝置。敷設(shè)測溫光纖的方式有如圖I、圖2所示的兩種方案圖I中，測溫光纜102敷設(shè)在多個測溫區(qū)域103，點式傳感器105測量各個測溫區(qū)域103的環(huán)境溫度由點式傳感器總線或傳導(dǎo)光纖104傳遞給DTS主機(jī)101 ;圖2中，測溫光纜102敷設(shè)在多個測溫區(qū)域103，并抽出若干段測溫光纜抽頭106用于測量各個測溫區(qū)域103的環(huán)境溫度，DTS主機(jī)101根據(jù)測量得到的環(huán)境溫度。測量環(huán)境溫度的裝置可以采用光纖光柵溫度傳感器，也可以采用專用的測溫芯片(例如單總線式DS18B20芯片)，還可以采用傳統(tǒng)的PT100、熱電偶等測溫電路。步驟2，將測溫光纖、測量環(huán)境溫度的傳感器與DTS主機(jī)連接。步驟3，DTS主機(jī)控制光源發(fā)出周期性的光脈沖進(jìn)入測溫光纖，同時啟動高速采集卡同步采集傳感光纖中后向拉曼散射的斯托克斯信號Ps(T)和反斯托克斯信號Pas(T)步驟4，DTS主機(jī)根據(jù)主機(jī)內(nèi)部參考光纖環(huán)的溫度，以及步驟3采集的斯托克斯信 號Ps(T)和反斯托克斯信號Pas⑴，由公式
權(quán)利要求
1.分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，其特征在于包括如下步驟步驟1，在測溫區(qū)域敷設(shè)測溫光纖，以及測量環(huán)境溫度的裝置；步驟2，將測溫光纖、測量環(huán)境溫度的傳感器與DTS主機(jī)連接；步驟3，DTS主機(jī)控制光源發(fā)出周期性的光脈沖進(jìn)入測溫光纖，采集傳感光纖中后向拉曼散射的斯托克斯和反斯托克斯信號；步驟4，DTS主機(jī)根據(jù)主機(jī)內(nèi)部參考光纖環(huán)的溫度，以及步驟3采集的斯托克斯和反斯托克斯信號計算測溫區(qū)域的溫度；步驟5，DTS主機(jī)根據(jù)環(huán)境溫度曲線函數(shù)計算報警閾值； 步驟6，DTS主機(jī)在測溫區(qū)域溫度高于報警閾值時發(fā)出報警信號。
2.根據(jù)將權(quán)利要求I所述的分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，其特征在于步驟I中所述測量環(huán)境溫度的裝置為光纖光柵溫度傳感器。
3.根據(jù)將權(quán)利要求I所述的分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，其特征在于步驟I中所述測量環(huán)境溫度的裝置為測溫光纖的抽頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法,其特征在于步驟5中所述的環(huán)境溫度曲線函數(shù)為月平均溫度曲線函數(shù)或者線性函數(shù)或者拋物線函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及分布式光纖溫度傳感器的報警閾值自適應(yīng)方法，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用DTS主機(jī)控制光源發(fā)出周期性的光脈沖進(jìn)入傳感光纖，采集傳感光纖中后向拉曼散射的斯托克斯和反斯托克斯信號；根據(jù)主機(jī)內(nèi)部參考光纖環(huán)的溫度，計算傳感光纖的溫度分布；根據(jù)環(huán)境溫度曲線函數(shù)計算報警閾值。本發(fā)明根據(jù)外界環(huán)境的溫度，自動調(diào)整報警閾值，解決了傳統(tǒng)的單一閾值易出現(xiàn)誤報、漏報現(xiàn)象的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號G01K11/32GK102881107SQ20121036426
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者周金龍, 沈平, 付松年, 唐明, 朱冬宏, 田群, 張凱 申請人:金海新源電氣江蘇有限公司