一种温湿度测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种温湿度测量系统，包括敏感头、引导光缆和解调系统。解调系统由激光光源、光纤环形器、光纤解调模块和计算机组成，引导光缆由多根单模光纤组成，敏感头包括用于测量干球温度的第一光纤温度传感器和用于测量湿球温度的第二光纤温度传感器。本发明的温湿度测量系统的温湿度敏感头无源，本质安全，满足易燃易爆品仓库的安全要求，同时采用计算机进行自动湿度解算，实现了远程无源检测以及自动化的温湿度测量。同时本发明的温湿度测量系统采用波分复用和空分复用技术实现了多个敏感头的复用检测，可降低系统应用成本，并构成多敏感头光纤温湿度自动监控系统。
【专利说明】一种温湿度测量系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温湿度测量系统，尤其涉及一种敏感头无源、可自动化远程测量的温湿度测量系统，属于温湿度测量领域。
【背景技术】
[0002]湿度是一种重要的物理量，在农业、仓储、医药、食品、纺织、烟草等行业对湿度参数有着广泛应用，一般可以采用机械式湿度计、干湿表、电子式湿度计等类型的湿度传感器实现湿度的测量。
[0003]机械式湿度计主要利用毛发、尼龙和聚酰亚胺等有机高分子材料的几何尺寸随相对湿度发生变化的特性，制成游丝状干湿元件，通过机械放大装置将材料几何尺寸变化转化为指针的转动，实现相对湿度的测量和显示。
[0004]干湿表主要利用相对湿度与干球温度和湿球温度之间的函数关系进行测量。干湿表直接测量的是干球温度和湿球温度，通过干球温度和干湿球温度差进行查表计算，最终得到相对湿度数值。
[0005]电子式湿度计利用湿敏材料在不同湿度下的电阻、电容等参数的变化进行相对湿度的测量，电子式湿度计计直接测量的是电阻、电容等电学参量，通过进行相应解算得到相对湿度数值。
[0006]对易燃易爆品仓储设施进行温湿度监控，是保障易燃易爆物品安全储存的重要措施。但是使用常规机械式、干湿表式、电子式湿度计都存在一定的不足。
[0007]机械式湿度计和干湿表敏感头无源，本质安全，可以直接应用于易燃易爆品仓库的温湿度测量。但是机械式湿度计和干湿表需要人工进行读数和记录。当仓库面积过大时，人工读数和记录的工作量巨大，导致人工巡检的速度较低，无法实现对环境温湿度的实时测量，也难以实现自动化的温湿度监控系统。
[0008]电子式湿度计可以实现自动化的温湿度测量。但是，电子式湿度计属于有源传感器，需要进行供电，无法实现本质安全，给易燃易爆品的储存带来一定安全隐患。而且，电子式湿度计测量到的数据仍然需要使用有线或者无线的方式传输到监控室内，需要布设有线或者无线的通信网络，增加了自动化温湿度监控系统的复杂度。
[0009]易燃易爆品仓库的温湿度自动监控应用迫切需要一种新型湿度传感器，需要满足以下要求:敏感头无源，可以安全的安装在仓库现场；可远程测量，可以用无源的通信方式将仓库现场的数据传输至控制室；可自动化测量，可以自动完成温湿度数据的测量和记录，并传输给中央监控系统。
【发明内容】
[0010]本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种温湿度测量系统，满足易燃易爆品仓储设施的自动温湿度监控要求。
[0011]本发明的技术方案是:一种温湿度测量系统，包括敏感头、引导光缆和解调系统；[0012]解调系统由激光光源、光纤环形器、光纤解调模块和计算机组成；
[0013]引导光缆由多根单模光纤组成；
[0014]敏感头包括用于测量干球温度的第一光纤温度传感器和用于测量湿球温度的第二光纤温度传感器；
[0015]激光光源发出的激光经过光纤环形器输出给引导光缆，引导光缆将激光传输至敏感头内的第一光纤温度传感器和第二光纤温度传感器；第一光纤温度传感器和第二光纤温度传感器在接收到激光光源的激光后分别反射特征光，第一光纤温度传感器和第二光纤温度传感器反射的特征光经过引导光缆传输后重新进入光纤环形器并输出给光纤解调模块，光纤解调模块对接收到的两束特征光进行解调，分别得到第一光纤温度传感器的中心波长和第二光纤温度传感器的中心波长，并输出给计算机，计算机根据第一光纤温度传感器的中心波长和第二光纤温度传感器的中心波长计算得到敏感头处的温湿度信息。
[0016]所述用于测量湿球温度的第二光纤温度传感器上面覆盖一片湿布，湿布一端浸在水中。
[0017]所述光纤温度传感器采用光纤光栅温度传感器、F-P型光纤温度传感器、Sagnac干涉型温度传感器、辐射型光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、拉曼型分布式光纤温度传感器或布里渊型分布式光纤温度传感器中的任何一种。
[0018]所述计算机根据第一光纤温度传感器的中心波长和第二光纤温度传感器的中心波长计算得到敏感头处的温湿度信息的步骤如下:
[0019](4.1)利用第一光纤温度传感器的光纤中心波长λ’^计算得到干球摄氏温度t/，并换算为干球绝对温度T1，计算公式为:
【权利要求】
1.一种温湿度测量系统，其特征在于:包括敏感头、引导光缆和解调系统； 解调系统由激光光源、光纤环形器、光纤解调模块和计算机组成； 引导光缆由多根单模光纤组成； 敏感头包括用于测量干球温度的第一光纤温度传感器和用于测量湿球温度的第二光纤温度传感器； 激光光源发出的激光经过光纤环形器输出给引导光缆，引导光缆将激光传输至敏感头内的第一光纤温度传感器和第二光纤温度传感器；第一光纤温度传感器和第二光纤温度传感器在接收到激光光源的激光后分别反射特征光，第一光纤温度传感器和第二光纤温度传感器反射的特征光经过引导光缆传输后重新进入光纤环形器并输出给光纤解调模块，光纤解调模块对接收到的两束特征光进行解调，分别得到第一光纤温度传感器的中心波长和第二光纤温度传感器的中心波长，并输出给计算机，计算机根据第一光纤温度传感器的中心波长和第二光纤温度传感器的中心波长计算得到敏感头处的温湿度信息。
2.根据权利要求1所述的一种温湿度测量系统，其特征在于:所述用于测量湿球温度的第二光纤温度传感器上面覆盖一片湿布，湿布一端浸在水中。
3.根据权利要求1所述的一种温湿度测量系统，其特征在于:所述光纤温度传感器采用光纤光栅温度传感器、F-P型光纤温度传感器、Sagnac干涉型温度传感器、辐射型光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、拉曼型分布式光纤温度传感器或布里渊型分布式光纤温度传感器中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的一种温湿度测量系统，其特征在于:所述计算机根据第一光纤温度传感器的中心波长和第二光纤温度传感器的中心波长计算得到敏感头处的温湿度信息的步骤如下: (4.1)利用第一光纤温度传感器的光纤中心波长λ ’B1计算得到干球摄氏温度V，并换算为干球绝对温度T1，计算公式为:
【文档编号】G01D21/02GK103868547SQ201410067840
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】蓝天, 刘诚, 王学锋, 唐才杰, 崔留住, 李良 申请人:北京航天控制仪器研究所