一种分布式温度传感系统的制作方法

本发明涉及智能监测技术领域，具体涉及一种分布式温度传感系统。

背景技术：

智能监测是利用传感器实时采集并记录监测目标信息，通过对目标信息进行智能分析，可以掌握监测目标的现有情况以及预测监测目标的变化情况，从而实现对于监测目标的智能化管理。

常规的温度传感器都是直接测量待测目标的表面温度，对于长距离目标的内部温度检测无法通过单一的传感器实现，并且检测的精准度较差，影响检测结果的因素有外界环境、信号干扰等等，急需一种新型的温度传感器以及传感器系统，不仅可以克服外界坏境的干扰，还能够克服信号传输过程中的信号干扰，更能够实现待测目标的智能监测，为特殊环境下以及长距目标的智能监测提供解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种分布式温度传感系统，包括：

传感器模块，与待测目标连接，用于获得待测目标的传感数据；

第一数据处理模块，用于根据传感数据获得待测目标的温度数据；

定位模块，用于获取待测目标的第一位置以及传感器模块的第二位置，其中，第二位置用于表示传感器模块获得传感数据的位置；

第一通信模块，用于系统与第一其他系统进行数据交互；

第一数据存储模块，分别与传感器模块、第一数据处理模块、定位模块、第一通信模块连接，用于存储系统的第一数据，其中，第一数据至少包括温度数据、第一位置、第二位置；

第一显示模块，与第一数据存储模块连接，用于显示第一位置、第二位置、温度数据。

优选地，传感器模块包括

光纤，设置在待测目标的内表面或外表面；

光源，与光纤连接，用于为光纤提供第一光能；

光电检测模块，用于获得光纤中的第二光能，其中，第二光能用于表示光纤在待测目标的温度影响下获得的第二光能。

优选地，光电检测模块包括若干光电检测单元，其中，每个光电检测单元设置在第二位置；

第一数据处理模块用于通过收集每个光电检测单元获得的第二光能，基于第一光能，获得温度数据。

优选地，第一数据处理模块，还包括光能比例单元、温度转换单元；

光能比例单元与温度转换单元连接；

光能比例单元用于根据第一光能、第二光能，获得入射波长散射比例；

温度转换单元用于根据入射波长散射比例获得温度数据。

优选地，光纤至少包括光纤布拉格光栅、宽带啁啾光栅。

优选地，第一数据处理模块用于根据第一位置、第二位置、温度数据，获得第一预警信息，其中，第一预警信息用于表示待测目标或传感器模块的故障信息；

第一显示模块还用于显示预警信息。

优选地，该系统还包括应用在区块链网络中的第一系统，包括

第一用户模块，用于获得第一系统的第一管理用户；

第二数据存储模块，用于存储第一数据，获得待测目标的历史数据信息；

第二通信模块，用于第一系统与第二其他系统进行数据交互，其中，第二其他系统不包括第一系统。

优选地，该系统还包括应用在云服务器中的第二系统，包括，

第二用户模块，用于获得第二系统的第二管理用户，第一用户模块根据第二管理用户获得第一管理用户；

第二数据处理模块，用于根据历史数据信息，获得第二预警信息，其中，第二预警信息用于表示待测目标或传感器模块的故障预测信息；

第三通信模块，用于第二系统分别与系统、第一系统进行数据交互；

第三存储模块，用于存储第二系统产生的数据；

第一显示模块还用于显示第二预警信息。

优选地，该系统还包括应用在移动设备中的第三系统，包括，

第二显示模块，用于显示第一预警信息、第二预警信息；

第四通信模块，用于第三系统分别与系统、第二系统进行数据交互；

第三用户模块，用于获得第三系统的系统用户；

第四数据存储模块，用于存储第一预警信息、第二预警信息、系统用户的用户信息。

优选地，第三用户模块还用于根据第二管理用户登录第二系统；

第二数据处理模块还用于根据历史数据信息，获得数据分析图；

第二显示模块还用于显示数据分析图。

本发明公开了以下技术效果：

本发明提出一种分布式温度传感系统，实现了对于待测目标的智能监测与智能控制，不仅可以实时监测待测目标的目标温度，还可以通过收集待测目标的历史温度数据，通过大数据的处理方法预测该待测目标的温度走势以及对传感器进行工作效能预测，从而实现对待测目标智能监测的技术需求，另外，也实现了智能维护待测目标以及对传感器实现智能维护的技术思路，为待测目标的智能监测过程提供了技术保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种分布式温度传感系统，包括：

传感器模块，与待测目标连接，用于获得待测目标的传感数据；

第一数据处理模块，用于根据传感数据获得待测目标的温度数据；

定位模块，用于获取待测目标的第一位置以及传感器模块的第二位置，其中，第二位置用于表示传感器模块获得传感数据的位置；

第一通信模块，用于系统与第一其他系统进行数据交互；

第一数据存储模块，分别与传感器模块、第一数据处理模块、定位模块、第一通信模块连接，用于存储系统的第一数据，其中，第一数据至少包括温度数据、第一位置、第二位置；

第一显示模块，与第一数据存储模块连接，用于显示第一位置、第二位置、温度数据。

传感器模块包括光纤，设置在待测目标的内表面或外表面；光源，与光纤连接，用于为光纤提供第一光能；光电检测模块，用于获得光纤中的第二光能，其中，第二光能用于表示光纤在待测目标的温度影响下获得的第二光能。

光电检测模块包括若干光电检测单元，其中，每个光电检测单元设置在第二位置；第一数据处理模块用于通过收集每个光电检测单元获得的第二光能，基于第一光能，获得温度数据。

第一数据处理模块，还包括光能比例单元、温度转换单元；光能比例单元与温度转换单元连接；光能比例单元用于根据第一光能、第二光能，获得入射波长散射比例；温度转换单元用于根据入射波长散射比例获得温度数据。

光纤至少包括光纤布拉格光栅、宽带啁啾光栅。

第一数据处理模块用于根据第一位置、第二位置、温度数据，获得第一预警信息，其中，第一预警信息用于表示待测目标或传感器模块的故障信息；第一显示模块还用于显示预警信息。

该系统还包括应用在区块链网络中的第一系统，包括第一用户模块，用于获得第一系统的第一管理用户；第二数据存储模块，用于存储第一数据，获得待测目标的历史数据信息；第二通信模块，用于第一系统与第二其他系统进行数据交互，其中，第二其他系统不包括第一系统。

该系统还包括应用在云服务器中的第二系统，包括，第二用户模块，用于获得第二系统的第二管理用户，第一用户模块根据第二管理用户获得第一管理用户；第二数据处理模块，用于根据历史数据信息，获得第二预警信息，其中，第二预警信息用于表示待测目标或传感器模块的故障预测信息；第三通信模块，用于第二系统分别与系统、第一系统进行数据交互；第三存储模块，用于存储第二系统产生的数据；第一显示模块还用于显示第二预警信息。

该系统还包括应用在移动设备中的第三系统，包括，第二显示模块，用于显示第一预警信息、第二预警信息；第四通信模块，用于第三系统分别与系统、第二系统进行数据交互；第三用户模块，用于获得第三系统的系统用户；第四数据存储模块，用于存储第一预警信息、第二预警信息、系统用户的用户信息。

第三用户模块还用于根据第二管理用户登录第二系统；第二数据处理模块还用于根据历史数据信息，获得数据分析图；第二显示模块还用于显示数据分析图。

实施例1：本发明旨在通过使用分布式温度传感器装置，将光纤配置在钻井中，使用传感器测量井中的温度。本文所述的系统和方法的实施例涉及沿光纤过滤斯托克斯拉曼散射，以促进使用更高强度的入射光而不会实现受激拉曼散射。由于斯托克斯拉曼散射被过滤且不适合用于温度计算，因此根据反斯托克斯拉曼散射与瑞利散射的比值确定温度。

本发明公开了一种分布式温度传感器，包括光纤，

光源，其用于在入射波长处将光注入到光纤中；

光电检测器，其用于检测注入光纤的光产生的光能，该光能包括反斯托克斯拉曼散射和瑞利散射，其中反斯托克斯拉曼散射和瑞利散射的波长基于入射波长；

处理器，其用于为基于反斯托克斯拉曼散射和瑞利散射的比率来确定温度，

其中，光纤配置用于过滤或去除斯托克斯拉曼散射并防止受激拉曼散射，斯托克斯拉曼散射的波长基于入射波长，并且光纤包括光纤布拉格光栅(fbg)是具有包括斯托克斯拉曼散射波长的反射波长谱的宽带啁啾光栅，或者光纤被掺杂、暴露于化学物质、或者被机械固定、定位或受力以在斯托克斯拉曼散射波长处产生损耗。光纤配置在井中，并且传感器测量井内的温度。

一种确定温度的方法，其包括：配置光纤以过滤或消除斯托克斯拉曼散射并防止受激拉曼散射；将光纤配置在要确定温度的区域内；配置光源以将入射波长的光注入到光纤中，其中斯托克斯拉曼散射的波长基于入射波长，并且配置光纤包括在光纤的纤芯上制造光纤布拉格光栅(fbgs)作为具有包括斯托克斯拉曼散射波长的反射波长谱的宽带啁啾光栅，掺杂光纤以产生斯托克斯拉曼散射波长的损耗，将光纤暴露于化学物质中以产生斯托克斯拉曼散射波长的损耗，或者机械地固定、定位或拉伸光纤以产生斯托克斯拉曼散射波长的损耗；配置光检测器，以检测由注入光纤的光产生的光能，该光能包括反斯托克斯拉曼散射和瑞利散射，其中反斯托克斯拉曼散射和瑞利散射的波长基于入射波长；根据反斯托克斯拉曼散射和瑞利散射的比值处理光能以确定温度。

分布式温度传感器(dts)可以使用反斯托克斯拉曼散射与斯托克斯拉曼散射的比率来测定温度。拉曼散射(自发性)散射在所有方向上，其包括沿着光纤的方向(朝向和远离光源)。沿光纤离开光源的拉曼散射与入射光共同传播(光源发出的后续光脉冲使光纤远离光源的时间更长)，当达到某个功率阈值时，会产生受激拉曼散射。受激拉曼散射的结果是总拉曼散射速率的增加超过了自发性拉曼散射。也就是说，斯托克斯光子的存在(在同向传播的拉曼散射中)增强了斯托克斯拉曼散射过程，从而导致斯托克斯拉曼散射的有效放大和一次光脉冲的耗尽。由于受激拉曼散射是非线性光学效应，因此对温度的测量产生了负面影响，温度测量要求光纤充当线性传感器。在现有的dts系统中，进入光纤的光强度受到限制，以确保未达到受激拉曼散射的功率阈值。

然而，限制入射光强度也限制了用于确定温度的信号水平，从而也限制了温度测量的准确性。本文所述的系统和方法的实施例涉及沿光纤过滤斯托克斯拉曼散射，以促进使用更高强度的入射光而不会实现受激拉曼散射。由于斯托克斯拉曼散射被过滤且不适合用于温度计算，因此根据反斯托克斯拉曼散射与瑞利散射的比值确定温度。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。