41]
[0042]
[0043]通过公式(3)和公式（1)对溫度二次拟合法和波长偏移Ξ次拟合法进行对比：
[0044] (1):溫度二次拟合法标定及溫度计算
[004引取-20°C、0°C、40°C的数据代入公式(3)，可得到：
[0046]a=1557.785，b=9.58X1〇-3，c= 4.17X10-6
[0047] 则公式(3)可写作：
[004引λ=1557.785+9.58Χ10-3τ+4.17Χ10-6τ2 (4)
[0049]利用公式（1)对表1的实测数据进行计算得到表2,从表2可W看出，在中高溫区(60 上），误差逐渐增大，在140°C时达到8.2°C，并呈现出非线性关系。
[0050]表2:溫度二次拟合法计算结果
[0051]
[0052]
[0053] (2):波长偏移Ξ次拟合法标定及溫度计算
[0054] 为保证中低溫区（-20°C~40°C)的精度，同样用中低溫区数据代入公式（1)来标定 Κι、Κ2、Κ3系数，取-20°C、20°C、40°C的数据代入公式(1)，并进行适当优化，可得到：
[0055] ki = 104.53，k2 = -4.26，k3 = -2.02
[0056]则公式（1)可写作：
[0057] Τ = 104.53Δλ-4.25Δλ2-2.02Δλ3 (5)
[0058]利用公式(5)对表1的实测数据进行计算得到表3,从表3可W看出，在中高溫区(60 °0~140°〇，最大误差为1.5°0，与二次拟合法对比，在量程范围内，测溫精度明显提高。
[0059]表3:波长偏移Ξ次拟合法计算结果
[0060]
[0061]
[006引（3):将公式（1)通过软件编程固化在LE-TMS-16光纤光栅测溫装置中，Κι、Κ2、Κ3系 数通过上述标定系统实际标定，并从装置界面对每个光栅溫度传感器的标定系数分别设 定，装置出厂前，所有光栅3的波长偏移Ξ次拟合系数均标定完成。
[0063]如图2-3所示，本实施例给出了LE-TMS型光纤光栅测溫装置的结构图，包括CPU板， 所述CHJ板连接0S板，0S板与多路光纤4连接，每路光纤4串接多个测溫光栅3，0S板与ASE板 也连接，ASE板上设有波长解调模块和光源;CPU板通过控制总线与0S板、ASE板进行通信。 CPU板还与液晶显示屏、存储模块连接，计算出的每路光栅3的环境溫度存储在存储模块中 并且通过显示器显示。设有16路光纤4,每路光纤4串接16个测溫光栅3。
[0064]CPU通过控制总线对0S板发出切换光路命令，切换周期为40ms~5000ms可设，0S板 对1~16路光纤4进行顺序切换，切换到某路光纤4时，该路光纤4接通入射光源，入射光1沿 光纤4传播，光栅3的反射光2也通过该光路返回；切换成功后，CPU通过控制总线对ASE板上 的波长解调模块发出解调命令，并通过数据总线读出解调后的16个光栅3的中屯、波长，根据 波长数据调用计算模块算出当前16个光栅3的环境溫度，并进行存储和显示;计算完成后 CPU对0S板发出下一个周期切换命令，进行下一路光纤4的处理，如此循环。
[0065]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围W内。
【主权项】
1. 一种光纤光栅温度传感器波长偏移校正方法，其特征是，采用波长偏移三次拟合法 进行校正，拟合公式为： Τ=Κο+ΚιΔλ+Κ2Δλ2+Κ3Δλ3 其中：Τ为被测温度，Δλ为相对于一基准反射波长的波长偏移，1(〇、1(1、1(2、1( 3为常量，需要 实际标定。2. 如权利要求1所述一种光纤光栅温度传感器波长偏移校正方法，其特征是，以0°C时 的反射波中心波长为基准，则拟合公式为： Τ=ΚιΔλ+Κ2Αλ2+Κ3Αλ3 其中：△λ为反射波相对于〇°c时反射波的中心波长偏移。3. -种测温装置，其特征是，采用权利要求1所述波长偏移三次拟合法进行校正的测温 装置。4. 如权利要求3所述的一种测温装置，其特征是，包括CPU板，所述CPU板连接0S板，0S板 与多路光纤连接，每路光纤串接多个测温光栅，0S板与ASE板也连接，ASE板上设有波长解调 模块和光源； CHJ板对0S板发出切换光路的命令，0S板对多路光纤进行顺序切换，切换到某路光纤 时，该路光纤接通入射光源，光栅的反射光也通过该路光纤返回；切换成功后，CPU板对ASE 板上的波长解调模块发出解调命令，并通过数据总线读出解调后的多路光栅的中心波长， 根据波长数据计算出当前每个光栅的环境温度;计算完成后CPU板对0S板发出下一个周期 切换命令，进行下一路光纤的处理，依此循环。5. 如权利要求4所述的一种测温装置，其特征是，所述CPU板通过控制总线与0S板、ASE 板进行通信。6. 如权利要求4所述的一种测温装置，其特征是，所述CPU板还与液晶显示屏、存储模块 连接，计算出的每路光栅的环境温度存储在存储模块中并且通过显示器显示。7. 如权利要求4所述的一种测温装置，其特征是，设有16路光纤，每路光纤串接16个测 温光栅。
【专利摘要】本发明公开了一种光纤光栅温度传感器波长偏移校正方法及测温装置，采用波长偏移三次拟合法进行校正，拟合公式为：T＝K0+K1Δλ+K2Δλ2+K3Δλ3其中：T为被测温度，Δλ为相对于一基准反射波长的波长偏移，K0、K1、K2、K3为常量，需要实际标定。测温装置，包括CPU板，所述CPU板连接OS板，OS板与多路光纤连接，每路光纤串接多个测温光栅，OS板与ASE板也连接，ASE板上设有波长解调模块和光源。本发明的波长偏移三次拟合法可以明显减少温度拟合的计算量，实现较为简单，检测到Δλ后直接计算出温度T，提高了温度计算的实时性。通过本发明提出的波长偏移三次拟合法可使光纤光栅在140℃时的误差控制在2℃以内。
【IPC分类】G01K15/00, G01K11/32
【公开号】CN105444922
【申请号】CN201510780831
【发明人】王成友, 邓亚军, 魏鹏, 薛海军, 程新功, 刘益青, 宗西举, 任宏伟, 于春光
【申请人】济南大学, 山东金煜电子科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月13日...