一种微距分布式光纤测温传感器的生产设备及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光纤生产设备范围，特别涉及一种微距分布式光纤测温传感器的生产 设备及生产方法。
【背景技术】
[0002] 水利工程上常须浇筑大体积混凝土，内部水化热难以散发，导致温度升高。常用冷 却水管，依靠水在管中蛇形移动，实现混凝土降温。冷却水管附近存在温降场，距水管近处 温度低，远处温度高。通水速度的快慢，决定温降场梯度的大小，太大会导致混凝土出现裂 缝，太小会降低效率，达不到降温的要求。
[0003] 现有技术无法实现垂直水管方向温度梯度的测量。普通的温度传感器，其导线引 线会破坏温度场。布拉格光栅的测量距离只有几十公分，测点不到十个，串联使用，相邻两 个布拉格光栅的间距受到限制。分布式光纤测温，电子元件转换成电信号的时间间隔降低 了空间精度，一米只有一个测点，无法反映温度梯度的变化。
[0004] 本发明基于分布式光纤测温技术，通过技术改良，提高空间分辨率。分布式光纤测 温技术，以光纤为探测和传播温度信号的媒体，是一种分布式的、连续的、功能型光纤温度 传感技术。激光脉冲在光纤中传播，与光纤分子相互作用，发生多种形式的散射。利用拉曼 散射，光能转换成为热振动，将发出一个比光源波长长的光；热振动转换成为光能，将发出 一个比光源波长短的光。波长的偏移由光纤组成元素的固定属性决定，因此拉曼散射光的 强度与温度有关，利用这此关系，实现光纤测温。它不会破坏温度场，测量长度不受限制，可 以测几十公里范围内的温度。缺点是空间分布率低，一米只能获得一个温度点。
[0005] 本研宄以分布式光纤测温技术为基础，研制出既不破坏温度场，又能测出密集温 度点的，可将空间分辨率提高到两毫米获得一个温度点，将距离分辨率提高四百倍以上。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种微距分布式光纤测温传感器的生产设备及生产方法，其 特征在于，微距分布式光纤测温传感器的生产设备主要由支架、转动轴、丝杠导轨、两台步 进电机及光钎盘构成；
[0007] 所述支架由上下两层构成，其中，上层为转动部分，支架5的四根立柱固定在两条 横枕8上，每条横枕由两根的底部支座9支撑；在支架5的长方框中心安装转动轴3转动 轴3的一端通过连轴器与第一步进电机1固连，转动轴3的另一端由轴承支座固定在支架 5的长方框上；下层为平动部分，在两条横枕9中部固定底座15,在底座15上固定丝杠导轨 11，在底座15的左端固定第二步进电机2 ;丝杠导轨11的一端通过连轴器与第二步进电机 2固连，丝杠导轨11的另一端支撑轴承支板8上；滑块13通过螺纹嵌在丝杠导轨11上，并 由第二步进电机2带动丝杠导轨11匀速绕轴转动，滑块13沿着丝杠导轨11做匀速直线运 动；
[0008] 所述光钎盘为在绕光钎心轴6两端固定挡盘14,并支撑在光钎盘支撑柱7上，光钎 盘支撑柱7固定在光钎盘底板12上；光钎盘底板12与滑块13固定构成；则光钎盘随着滑 块13沿着丝杠导轨11做匀速直线运动。
[0009] 所述第一步进电机1与第二步进电机2在同一竖直平面内。
[0010] 所述转动轴为钢管。
[0011] 所述支架、底座、光钎盘底板和光钎盘支撑柱均用铝合金型材制成。
[0012] 一种微距分布式光纤测温传感器的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013] (1)安装光纤测温传感器的生产设备，调节底部支座高度，使即使在不平整的地面 上仍然可以保持整体支架操作面的稳定、可靠；
[0014] (2)将芯棒外套在转动轴上，合理搭配芯棒和光纤盘的位置关系；
[0015] (3)将光纤头与芯棒的一端固定；
[0016] (4)同时启动第一步进电机1与第二步进电机2,使芯棒和光纤盘同步驱动；
[0017] (5)匹配芯棒和光纤盘的移动速率。
[0018] 所述芯棒采用PVC管。
[0019] 所述第一步进电机1带动芯棒转动，同时第二步进电机2使光纤盘水平运动，即将 光纤缠绕到芯棒上。
[0020] 所述步骤（5)匹配芯棒和光纤盘的移动速率即确定第一步进电机1与第二步进电 机2的速率比如下：
[0021] 第一步进电机1转速为Ii1，第二步进电机2转速为n2，运行时间t相等：从光纤卷 上脱下来的光纤长度等于缠到PVC管上的光纤长度，PVC芯棒的外径Cl 1，丝杠导轨外径d2， 光纤缠绕螺距Ii1，丝杠螺距h2，则有In 1XtXh1=II2XtXh2得到n ^n2=Ii2Zhltj
[0022] 本发明的有益效果是本发明基于分布式光纤测温技术，通过技术改良，提高空间 分辨率。分布式光纤测温技术，以光纤为探测和传播温度信号的媒体，是一种分布式的、连 续的、功能型光纤温度传感技术，用于浇筑大体积混凝土工程，可以全面反映温度梯度的变 化，测温精度高。
【附图说明】
[0023] 图1为微距分布式光纤测温传感器的生产设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明提供一种微距分布式光纤测温传感器的生产设备及生产方法，下面结合附 图予以说明。
[0025] 图1所示为微距分布式光纤测温传感器的生产设备结构示意图。该微距分布式光 纤测温传感器的生产设备主要由支架、转动轴、丝杠导轨、两台步进电机及光钎盘构成；图 中，支架由上下两层构成，其中，上层为转动部分，支架5的四根立柱固定在两条横枕8上， 每条横枕由两根的底部支座9支撑；在支架5的长方框中心安装转动轴3 (转动轴为钢管）， 转动轴3的一端通过连轴器与第一步进电机1固连，转动轴3的另一端由轴承支座固定在 支架5的长方框上。下层为平动部分，在两条横枕9中部固定底座15,在底座15上固定丝 杠导轨11，在底座15的左端固定第二步进电机2 ;丝杠导轨11的一端通过连轴器与第二步 进电机2固连，丝杠导轨11的另一端支撑轴承支板8上；滑块13通过螺纹嵌在丝杠导轨11 上，工作时，由第二步进电机2带动丝杠导轨11匀速绕轴转动，滑块13沿着丝杠导轨11做 匀速直线运动；则光钎盘随着滑块13沿着丝杠导轨11做匀速直线运动。其中第一步进电 机1与第二步进电机2在同一竖直平面内。
[0026] 所述光钎盘为在绕光钎心轴6两端固定挡盘14,并支撑在光钎盘支撑柱7上，光钎 盘支撑柱7固定在光钎盘底板12上；光钎盘底板12与滑块13固定构成；所述支架、底座、 光钎盘底板和光钎盘支撑柱均用铝合金型材制成。
[0027] 一种微距分布式光纤测温传感器的生