本实用新型涉及温度测量装置研究领域，特别涉及一种基于分布式光纤的管道温度场测量装置。
背景技术：
在工业生产过程中，由于生产工艺的需要，常用到大截面工艺管道；管道内介质温度对生产控制起到很大影响甚至决定性作用。但是由于管道布置，管道中节流件的存在造成管道内介质流场复杂，管道同一截面上的温度不完全相同，因此管道中介质温度很难被准确测量，尤其是大截面管道。
针对这一问题，目前有两种测量方式，一种是在管道上插入多支温度元件，用以检测温度。但是这种方法只能测量单个或若干个点处的温度，不足以代表整个管道温度(尤其是大截面管道)。当测点位置不合适时，测量温度将严重偏离实际温度，造成测量不准确。另一种是采用声波测温系统，参见申请号201010269649.5的发明专利，该系统是在管道同一截面安装多组声波发射装置和接受装置，利用后台计算机上计算获得温度场。但是这种方法中每组声波发射和接受装置测量的结果是声波传播路径上的平均温度，不能获得路径上每一点的温度，且多组声波探头是分时测量，当管道温度变化较快时，多组探头测量结果合成计算温度场，测量偏差较大。
为此，研究一种准确性高且成本低的，尤其适合于大截面管道温度测量的装置具有重要的实用价值。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于分布式光纤的管道温度场测量装置，该装置可适用于大截面管道，具有准确性高、成本低的优点。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：基于分布式光纤的管道温度场测量装置，包括传感光纤、波分复用器、激光器、激光器驱动电路、探测器、信号采集及控制回路、处理器，所述传感光纤采用若干条分布式布置的感温光纤，布置在管道的截面方向；激光器在激光器驱动电路控制下产生光脉冲，经波分复用器输入到各条分布式感温光纤中，经光纤散射后携带有温度信息的信号返回到波分复用器，波分复用器、探测器、信号采集及控制回路、处理器依次信号连接。
本实用新型提出在管道的截面方向布置若干条分布式感温光纤，依据光时域反射(OTDR)原理和喇曼(Raman)散射效应对温度的敏感，可以实现测量感温光纤路径上每一个点的实时温度，进而得到准确的截面温度场分布情况。
优选的，为保护感温光纤不受高温和粉尘影响，所述感温光纤外侧采用耐高温/耐磨护套。
优选的，在管道的截面方向设有保护套管，所述感温光纤安装在上述保护套管内。采用这种套管结构，可以同时起到固定和保护感温光纤的作用。
作为一种优选，在管道的截面为方形时，感温光纤沿截面方向均匀平行布置。从而使温度场的测量更为全面和准确。
作为另一种优选，在管道的截面为圆形时，感温光纤长度与管道内径相当，所有感温光纤以管道中心为圆心，沿截面方向成发散状分布。从而使温度场的测量更为全面和准确。
更进一步的，每根所述感温光纤间隔角度相等。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型在管道的截面方向布置若干条分布式感温光纤，利用光纤的特性可实现测量感温光纤路径上每一个点的实时温度，可以反映管道内温度流分布，指导工业生产。
2、本实用新型中，感温光纤外侧可设置耐高温/耐磨护套，或者可将感温光纤设置在保护套管内，从而使测量结果不受管道温度、压力和粉尘的影响，保证测量结果的准确性。
附图说明
图1是本实用新型硬件的连接关系示意图。
图2是实施例中管道为方形时感温光纤的安装示意图。
图3是实施例中管道为圆形时感温光纤的安装示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，本实用新型提出的基于分布式光纤的管道温度场测量装置，包括传感光纤、波分复用器、激光器、激光器驱动电路、探测器、信号采集及控制回路、计算机，在信号采集及控制回路、激光器驱动回路的触发下，激光器产生大功率的光脉冲，并注人激光器尾纤中。从激光器尾纤输出至波分复用器，之后再进入传感光纤，感受被测对象的温度场。当激光在光纤中发生散射后，携带有温度信息的拉曼后向散射光返回到波分复用器中。波分复用器分别滤出Stokes光和Anti-Stokes光，经微弱信号探测器送信号采集及控制回路。最后送入计算机进行温度的存储、分析、显示和控制。
由于传感光纤是采用多条分布式感温光纤，布置在管道的截面方向，每一条感温光纤均可测量感温光纤路径上每一个点的实时温度。计算机利用现有的插值算法等均可拟合出被测平面的平均温度和温度场，并给出被测空间的等温线图、路径图、区块图以及时间趋势图。
在实际应用中，可根据管道尺寸和形状，在管道上安装合适数量和位置的感温光纤。下面仅就方形管道和圆形管道的应用进行具体说明，其他结构可在下述结构基础上进行适应性的改进。
如图2所示，管道截面为方形，感温光纤沿截面方向均匀平行布置，假设方形管道的宽为M，感温光纤的数量为k，则k根光纤间隔M/k均匀布置。
如图3所示，管道截面为圆形，感温光纤长度与管道内径相当，所有感温光纤以管道中心为圆心，沿截面方向成发散状分布，每根所述感温光纤间隔角度相等，假设感温光纤的数量为k，则k根光纤间隔360°/k均匀布置。
为保护感温光纤不受高温和粉尘影响，感温光纤外侧可采用耐高温/耐磨护套，或者可在管道的截面方向按照感温光纤的布置结构设置对应的保护套管，将感温光纤安装在上述保护套管内。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。