态。用于校准温度的设备和用于校准光纤温度传感器的温度以及定位光纤温度传感器的方法

摘要

本发明涉及一种用于校准光纤温度传感器的温度的设备（100），光纤温度传感器的光纤10）将配备所述设备（100）。设备（100）包括具有光纤（10）要经过所通过的通道（109）的设备本体101），以及用于传递热能的装置。设备（100）进一步包括由第一材料制成的被称为第一固定点的至少一个部分（160a），该材料具有至少一个第一预定温度在该第一预定温度处该第一固定点改变状态的。当光纤（10）配备设备（100）时，第一固定点（160a）热连接至光纤（10）。热传递装置设置在设备本体（101）中使得在该设备本体的致动期间，热传递装置与第一固定点（160a）交换热能以导致第一固定点的在第一预定温度处改变状

权利要求

1.一种用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，光纤温度传感器包括光纤(10)，所述设备(100)包括：具有光纤(10)要经过的通道(109)的设备本体(101)，和

用于传递热能的热传递装置，

其特征在于，所述设备(100)包括由第一材料制成的被称为第一固定点(160a)的至少一个部分，所述第一材料具有至少一个第一预定温度(Tpd 1)，在第一预定温度(Tpd 1)处所述第一材料的状态改变，当所述光纤(10)配备所述设备(100)时所述第一固定点(160a)热连接至所述光纤(10)，所述热传递装置设置在所述设备本体(101)中，使得在所述设备本体的致动期间，所述热传递装置与所述第一固定点(160a)交换热能以在所述第一预定温度(Tpd1)处导致所述第一固定点的状态改变。

2.根据权利要求1所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，还提供由导热材料制成的部分(150)，所述部分(150)设置在所述设备本体(101)中，以当所述光纤配备所述设备(100)时提供所述第一固定点(160a)和所述光纤(10)之间的热连接。

3.根据权利要求2所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，由导热材料制成的所述部分(150)是长条的形状，通道(109)是插入由导热材料制成的所述部分中的纵向通道。

4.根据权利要求3所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，所述通道(109)具有适合于允许所述光纤(10)横向引入所述通道(109)的横向引入系统，所述横向引入系统还适合于在所述光纤(10)进入所述通道(109)之后保持所述光纤(10)的位置。

5.根据权利要求1所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，还提供温度测量装置，其被设置为测量由导热材料制成的所述部分(150)的温度和/或所述第一固定点(160a)的温度。

6.根据权利要求1所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，所述第一固定点(160a)在所述光纤(10)的一部分上热连接至所述光纤(10)，所述热连接适配为使得所述光纤与所述第一固定点(160a)的热连接 的部分的长度大于或等于所述光纤温度传感器的空间分辨率。

7.根据权利要求1所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，热传递装置包括用于调节热能的装置，其适合于调节在热传递装置和所述第一固定点(160a)之间所交换的热能。

8.根据权利要求1所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，提供热量限制装置，所述热量限制装置被设置为在热传递装置和所述第一固定点(160a)之间的热能的交换期间限制热损失。

9.根据权利要求1所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备(100)，其中，还提供由第二材料制成的被称为第二固定点(160b)的至少第二部分，所述第二材料具有不同于所述第一预定温度(Tpd1)的至少一个第二预定温度(Tpd2)，在第二预定温度(Tpd2)处第二材料的状态改变，当所述光纤(10)配备所述设备(100)时所述第二固定点(160b)热连接至所述光纤(10)，并且所述热传递装置设置在所述设备本体(101)中，使得在所述设备本体(101)的致动期间，所述热传递装置与所述第二固定点(160b)交换热能以在所述第二预定温度(Tpd2)处导致状态改变。

10.根据权利要求9所述的用于校准光纤温度传感器的温度的设备，其中，还提供由第三材料制成的被称为第三固定点(160c)的至少第三部分，所述第三材料具有不同于所述第一预定温度(Tpd1)和所述第二预定温度(Tpd2)的第三预定温度，在第三预定温度处所述第三材料的状态改变，当所述光纤(10)配备所述设备(100)时所述第三固定点(160c)热连接至所述光纤(10)，并且所述热传递装置设置在设备本体(101)中，使得在设备本体的致动期间所述热传递装置与所述第三固定点(160c)交换热能以在所述第三预定温度处导致状态改变，所述第一材料包括重量占99.78％的镓和重量占0.22％的铋，所述第二材料包括重量占49％的铋、重量占21％的铟、重量占18％的铅和重量占12％的锡，所述第三材料包括重量占66.7％的铟和重量占33.3％的铋。

11.一种校准光纤温度传感器的温度的方法，其特征在于，所述方法实现根据前述权利要求中的任一项所述的设备(100)并且所述方法包括以下步骤：提供根据前述权利要求中的任一项所述的设备(100)，

装配所述设备(100)的光纤传感器的光纤(10)，实现所述光纤(10)的装配使得沿着通道(109)设置所述光纤(10)，实现所述设备(100)的能量传递装置以在所述第一预定温度(Tpd1)处导致所述第一固定点(106a)的状态改变，实现所述光纤传感器并且在沿着所述光纤(10)的位置处检测温度改变，

等待在所述光纤(10)的该位置处测量的温度的稳定并且关于所述第一预定温度(Tpd1)对在所述位置处测量的温度进行校准。

12.根据权利要求11所述的校准光纤温度传感器的温度的方法，其中，还包括以下步骤：

停止或修改所述能量传递装置的实现以停止或逆转与所述第一固定点(160a)的热能交换，执行所述停止或逆转使得所述第一固定点(160a)达到与状态逆转改变对应的温度，等待所述第一固定点(160a)和所述能量传递装置之间所交换的能量的一部分耗散，使得所述第一固定点(160a)的状态的改变开始逆转，等待在所述位置处测量的温度稳定，

根据所述第一固定点(160a)的状态逆转改变温度，纠正在所述位置所测量的温度的校准。

13.一种光纤温度传感器的距离校准的方法，其特征在于，所述方法实现根据权利要求

1至10中的任一项所述的设备，并且所述方法包括以下步骤：

提供根据权利要求1至9中的任一项所述的设备(100)，

装配所述设备(100)的光纤传感器的光纤(10)，实现所述光纤(10)的装配使得沿着通道(109)设置光纤(10)，所述装配形成在沿着所述光纤(10)的位置处，提供用于测量所述设备(100)的位置与所述光纤(10)的参考位置的距离(300)的装置，实现所述设备(100)的能量传递装置以在所述第一预定温度(Tpd1)处导致所述第一固定点(160a)的状态改变，实现所述光纤传感器并且在沿着所述光纤(10)的位置处检测温度改变的位置，对光纤进行距离校准以使得由传感器测量的位置对应于由测量距离(300)的装置测量到的位置。

说明书

用于校准温度的设备和用于校准光纤温度传感器的温度以及

定位光纤温度传感器的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤温度测量领域以及用于在该测量期间校准温度和距离的方法。

[0002] 土木工程结构的观察和监视要求关于重要参数即温度和温度差的良好知识，这其目的在于：

[0003] 1、分析与环境热量波动无关的结构的行为；

[0004] 2、以及检测时代错误事件如大型液压结构（如堤坝、水电站坝）或实用结构（如废料储存器和密闭室、高速公路或特定隧道）中如热点或流体泄露。

[0005] 因此，这些结构要求改变的、从度量衡学的角度来说可靠的、在实现警报期间已证实的并且能分辨距离的温度测量监视方法，以执行在整个结构上的规律间隔处的自动测量。

[0006] 这种方法对于以下类型的监视能量恢复或分布安装是必要的：用于地热能的钻管、管道、强制涌流水管、区域加热水管和能量恢复系统。

[0007] 由于要覆盖的距离可能超过几十公里以及这些要监视区域中的特定区域的不易接触性，使用实现光纤温度传感器的温度测量方法是已知的。事实上，取决于所采用的方法论，这种光纤温度传感器可以沿着光纤在大于大约十公里的距离上有规律地执行温度测量。

[0008] 对于所有光纤温度测量方法来说，温度测量是相对的。因此，可以有必要在安装期间以及光纤温度传感器的使用期间规定执行这种传感器的温度校准。事实上，这种校准可以验证正确操作和/或可以估计传感器的温度漂移。

[0009] 本文中以及在说明书的剩余部分中，进行绝对的温度测量以及相对的温度测量分别意味着不涉及温度差并且用任何温度单位表示的热力学温度测量以及能够作为与参考温度的差或随着时间推移的温度改变的温度差的测量。

[0010] 更具体地，本发明涉及用于校准光纤温度传感器的温度的设备，温度校准的方法和光纤温度传感器的距离校准方法。

背景技术

[0011] 存在不同类型的光纤温度传感器，温度传感器的类型通常由所寻求的热测量的特征确定，例如空间和温度测量分辨率、必须执行温度监视的距离或者改为监视其它参数如所监视的结构的变形的可能性。

[0012] 因此，可以通过以下中的一个执行温度测量：实现被称为布拉格光栅型的“点”传感器的光纤传感器，不论光纤传感器是光刻的（被熟知为光纤布拉格光栅的缩写FGB）还是几何的（被熟知为长周期光纤的缩写LPG），把这些光纤传感器明智地放置在需要温度测量的地方；或者利用可以沿着光纤发生的光的后向散射的非线性现象（即瑞利（Rayleigh）后向散射现象、布里渊（Brillouin）后向散射现象和拉曼（Rayman）后向散射现象）。

[0013] 不论使用的光纤传感器的类型是什么，由于传感器的光纤想要在远超过大约10年时间的时间段上装配大型结构，那么光纤传感器易于出现随着温度测量的随着时间推移的漂移的问题。这种漂移不能忽视并且从而要求光纤传感器的有规律的校准。相似地，利用这种传感器的测量取决于所使用设备如激光器和光检测器，其中例如在故障之后的该设备的替换会带来温度测量中的系统错误。

[0014] 出于响应于这些不同问题的目的，已实现校准光纤传感器的温度的不同方法。

[0015] 公开在美国专利US7529434和国际专利申请WO2010/036360中的第一种方法包括在相同的光纤上结合多种测量以校准光纤测量传感器。因此，如文件US7529434中所公开的，可以结合使用拉曼后向散射现象的温度测量和使用布里渊后向散射现象的温度测量。还可以结合使用来自具有不同波长的两个光源的相同的后向散射（在文件WO2010/036360中为拉曼后向散射）现象的测量。这种方法通过本身用于校准的光纤的使用使得可以执行在光纤的任何位置的温度校准。

[0016] 然而，如果沿着光纤温度传感器的光纤的两个温度测量方法的结合使得可以减少这些测量技术中的固有的偏移的问题，那么有必要使这些测量在空间性上和关于温度上都相关。这种双重相关性引起关于温度测量的不确定性。另外，这些技术仍然受制于这些测量是不能获得绝对温度测量的相对温度测量的事实。

[0017] 如专利GB2407637中所公开的第二种方法包括沿着能够执行绝对温度测量的光纤次级温度传感器规律地安装在由次级测量传感器测量的温度处执行的光纤校准。

[0018] 尽管这种温度传感器使得可以为光纤的温度校准提供参考，但是它们还可能出现热漂移并且因此具有关于温度校准的有限再生性。另外，这种次级传感器不可以在不同温度处校准光纤，而这种校准必须在校准时刻的光纤的温度处执行。

[0019] 如专利申请CN101387562中所公开的从第二种方法派生的第三种方法包括结合校准设备形式的次级传感器与用于传递热能的系统如加热系统和冷却系统。这种校准设备包括设备主体，该设备主体包括光纤所穿过的通道；用于将热能传递至的光纤的系统，该系统与用于调节所述用于传递热能的系统的温度的装置和次级传感器结合。该传递系统热连接至光纤并且次级传感器设置在本体中以便测量在热交换系统附近的光纤水平上的温度。

[0020] 因此，由于光纤具有封装在设备本体的通道中的部分，所以在传感器的校准期间，实现热交换系统以便调节至预定温度。光纤的该部分加热至预定温度和通过光纤传感器的温度的测量使得可以获得校准。

[0021] 然而，尽管这种方法允许在任何温度处的校准，但是该方法造成相对于随着时间推移的稳定性的问题。事实上，传递热能的装置和次级传感器可能显示随着时间推移的漂移并且从而带来光纤传感器的校准的误差。

发明内容

[0022] 本发明的目的在于克服这个缺点。

[0023] 本发明的目的之一是从而提供用于对光纤温度传感器的温度进行校准的设备，该设备允许在现场的光纤温度传感器的温度校准而且该设备允许在可能超过大约10年的期间的持续的并且可再现性的方式的绝对温度校准。

[0024] 为此，本发明涉及用于对打算装配光纤温度传感器光纤的光纤温度传感器的温度进行校准的设备，所述设备包括：

[0025] 具有光纤要经过的通道的设备本体，和

[0026] 用于传递热能的装置，

[0027] 该设备包括被由第一材料制成的称为第一固定点的至少一部分，该第一材料具有至少一个第一预定温度，在该温度处该第一材料状态改变，当该设备装配该光纤时，所述第一固定点热连接至该光纤，该热传递装置设置在该设备本体中使得在该设备本体的致动期间，该热传递装置与该第一固定点交换热能以在该第一预定温度处导致该第一固定点的状态改变。

[0028] 此处，以及在本文章的剩余部分中，固定点的状态改变意味着构成所述第一固定点的材料的状态改变。

[0029] 此处，以及在本文章的剩余部分中，材料的状态改变还意味着所述材料从一种状态至另一种状态的过程，例如对应于从固体状态到液体状态的过程的融化，对应于从液体状态到固体状态的过程的固化，或者改为对应于从固体状态值气体状态的过程的升华。

[0030] 无论是在光纤安装在现场之前的光纤校准期间的生产中还是当光纤装配要监视的结构或仪器时在现场，这种设备可以通过该设备的通道装配光纤。这个设备还允许校准在预定温度处具有良好分辨率，这是因为所述温度对应于第一固定点的状态的改变；并且允许持续的方式的校准，因为预定温度只取决于构成固定点的材料的成分。因此，可以利用这种设备来在受控温度处对光纤传感器进行温度校准，而甚至是过了长于大约10年的时间也没有随着时间推移的漂移的风险。

[0031] 第一材料由单种成分构成或多种成分的复合构成，例如金属的合金。

[0032] 用于传递热能的装置可以由加热系统（例如电阻加热元件）和/或冷却系统（例如珀尔帖（Peliter）模块）供应。

[0033] 还可以提供由导热材料制成的部分，所述部分设置在设备本体中以导致当光纤配备该设备时提供第一固定点和光纤之间的热连接。

[0034] 当设备装配光纤传感器的光纤时，这种导热材料允许形成光纤之间的热桥，这样与固定点与光纤直接接触的情况相比可以连接更大尺寸的光纤的一部分。

[0035] 导热材料可以是从包括铜、铜合金（例如铜碲）、铝和铝合金的群组中选择出的至少一种成分的材料。

[0036] 这种导热材料具有高导热性，使得其可以最优化用于传递热能的装置和光纤之间的热交换。

[0037] 由导热材料制成的部分是长条的形状，通道是插入由导热材料制成的部分中的纵向通道。

[0038] 这样，当光纤装配该设备时，光纤设置在通道中，通过由导热材料制成的部分的热交换可以完全发生在设置在所述通道中的部分的光纤的表面上。

[0039] 根据本发明的变型，通道可以具有适合于允许光纤横向引入该通道的横向引入系统，该引入系统还适合于在该光纤进入该通道之后保持该光纤的位置。

[0040] 这种引入系统允许设备安装在已经就位的光纤上，该安装可以通过横向引入发生。

[0041] 还可以提供设置为测量由导热材料制成的部分的温度和/或第一固定点的温度的温度测量装置，所述温度测量装置优选地适合于执行绝对温度测量。

[0042] 这种温度测量装置可以验证校准设备的正确操作，设备通常意图以这样一种结构与光纤结合，其中，以降低的接近来监视该结构。

[0043] 第一固定点在光纤的一部分上热连接至光纤，改变所述热连接使得光纤的与第一固定点的热连接部分的长度大于或等于光纤温度传感器的空间分辨率。

[0044] 第一固定点与光纤的这种热连接可以通过减少在光纤的设备位置附近的光纤的环境影响，确保在用于温度传感器的校准的设备的实现期间在设备的水平上由光纤温度传感器进行的温度测量是最正确的。

[0045] 用于传递热能的装置包括用于调节热能的装置，其适合于调节用于传递热能的装置和第一固定点之间所交换的热能。

[0046] 这种调节热能的装置允许受良好控制的温度交换，从而限制在设备的实现期间由设备消耗的能量以及最大化第一固定点的状态的改变时间，从而最优化光纤的校准期间的光纤的温度的稳定性。

[0047] 可以提供热量限制装置，设置所述限制装置以在热能的交换期间在用于传递热能的装置和第一固定点之间限制热损失。

[0048] 这种限制装置减少设备的实现期间的热能损失，从而限制设备的能量消耗，同时使设备的温度稳定。

[0049] 还提供由第二材料制成的被称为第二固定点的至少一部分，该第二材料具有不同于第一预定温度的至少一个第二预定温度，在该第二预定温度处第二材料的状态改变、当设备装配光纤时所述第二固定点热连接至该光纤并且热传递装置设置在设备本体中使得在设备本体的致动期间，热传递装置与第二固定点交换热能以在第二预定温度处导致状态的改变。

[0050] 这种第二部分允许在至少两个预定温度处的光纤的校准，从而使得无论测量温度如何都可以具有传感器的可能最准确的温度测量。

[0051] 当设备装配光纤时，本体可能是热密封的，所述热密封优选地通过在通道内部设置的密封件来获得。

[0052] 根据设备适合于意图在从0℃延伸至100℃的温度范围内工作的光纤的校准的具体应用，还提供由第三材料制成的被称为第三固定点的至少一部分，该第三材料具有不同于第一预定温度和第二预定温度的第三预定温度，在该第三预定温度处第三材料的状态改变，当向设备装配光纤时该第三固定点热连接至光纤并且热传递装置设置在设备本体中，在设备本体的致动期间热传递装置与第三固定点交换热能以在第三预定温度处导致状态的改变，第一材料由重量占99.78%的镓和重量占0.22%的铋组成，第二材料由重量占49%的铋、重量占21%的铟、重量占18%的铅和重量占12%的锡组成，第三材料由重量占66.7%的铟和重量占33.3%的铋组成。

[0053] 本发明还涉及一种校准光纤温度传感器的温度的方法，所述方法实现根据本发明的设备并且该方法包括以下步骤：

[0054] 提供根据本发明的设备，

[0055] 装配该设备的光纤传感器的光纤，实现该光纤的装配使得在设备的通道中设置光纤，

[0056] 实现设备的能量传递装置以在第一预定温度处导致第一固定点的状态的改变，[0057] 实现光纤传感器并且在沿着光的位置处检测温度的改变，

[0058] 等待在光纤的位置处测量的温度稳定并且关于第一预定温度对在这个位置处测量的温度进行校准。

[0059] 这种方法使得可以以绝对的方式对光纤传感器进行温度校准，校准温度由第一固定点的状态改变温度来提供。

[0060] 还提供以下步骤：

[0061] 停止或修改能量传递装置的实现以停止或逆转与第一固定点的热能交换，执行这种停止或逆转使得第一固定点达到与状态的逆转改变（被称为逆转状态温度）对应的温度，[0062] 等待第一固定点和能量传递装置之间所交换的能量的一部分耗散，使得第一固定点的状态的改变开始逆转，

[0063] 等待在该位置处测量的温度稳定，

[0064] 根据第一固定点的状态逆转改变温度，纠正在该位置处所测量的温度的校准。

[0065] 这些步骤允许光纤传感器的改进校准，在构成第一固定点的材料的状态改变期间和在所述相同材料的状态逆转改变期间执行光纤传感器的校准。

[0066] 本发明还涉及一种光纤温度传感器的距离校准的方法，这种方法实现根据本发明的设备，该方法包括以下步骤：

[0067] 提供根据本发明的设备，

[0068] 装配设备的光纤传感器的光纤，实现光纤的装配使得沿着通道设置光纤，所述装配形成在沿着光纤的位置处，

[0069] 提供用于测量设备的位置与光纤的参考位置的距离的装置，所述参考位置能够具体由根据本发明的另一个设备的位置或由光纤的端部的位置来提供，

[0070] 实现设备的能量传递装置以在第一预定温度处导致第一固定点（160a）的状态的改变，

[0071] 实现光纤传感器并且在沿着光纤的位置处检测温度改变的位置，

[0072] 对光纤进行距离校准以使得由传感器测量的位置对应于由测量距离的装置测量到的位置。

[0073] 这种方法允许光纤传感器的距离校准。

附图说明

[0074] 在阅读通过仅以指示和非限制的方式给出的实现方式示例的说明时，同时参考所附的图会更好地理解本发明，其中：

[0075] 图1示出根据本发明的校准设备，其装配光纤温度传感器的光纤，

[0076] 图2示出由设备的加热系统施加的并且在其中一个固定点的水平上测量的温度的变化的示例，

[0077] 图3示出包括多个根据本发明的设备的安装的示例，其是在光纤热传感器的距离校准期间实现的，

[0078] 图4示例性示出本发明的一种可能性，根据本发明的该可能性该设备具有横向引入系统。

[0079] 不同图的相同的，相似的或等同的部分使用相同的参考标号以使得更容易地从一幅图转到另一幅图。

[0080] 应当理解不同的可能性（变型和实现方式）没有互相排斥并且可以结合在一起。

具体实施方式

[0081] 图1示出用于校准装配光纤传感器（除了其光纤10外未被示出）的光纤10的光纤传感器温度的设备100。

[0082] 无论温度测量所使用的方法如何，设备100可以装配任何形式的光纤传感器。因此，光纤传感器可能不仅是使用布拉格光栅（FBG和LPG）的光纤传感器，而且是使用后向散射现象（例如瑞利后向散射、布里渊后向散射和拉曼后向散射）的光纤传感器。

[0083] 对于使用布拉格光栅的光纤传感器（未示出）而言，设备位于设置在光纤10中的布拉格光栅中的一个的水平上。

[0084] 这种设备100的形式为设备本体101，该设备本体101包括：

[0085] 腔体127，

[0086] 由限定三个腔室151a、151b、151c的导热材料制成的块150，所述块150包括限定用于光纤传感器的光纤10的通道109的管道152，

[0087] 第一块固定点160a、第二块固定点160b和第三块固定点106c，每个所述固定点设置在导热材料块150的腔室151a、151b、151c中的一个中，固定点160a、160b、106c中的每个固定点由具有与固定点160a、160b、106c中的两个其它固定点的预定温度不同的预定温度的材料制成，在该预定温度处该材料的状态改变。

[0088] 在由导热材料制成的块150周围设置的电阻加热元件140的双系统，[0089] 适合于将设备连接至外部控制系统（未示出）的连接系统105。

[0090] 传导材料块150以及三个固定点160a、160b、160c中的每个形成设备本体101的一部分。

[0091] 设备本体101还包括外部壳体110，外部壳体110具有旋转形的普通圆柱体，带有两个圆柱体的曲面底面。因此，设备本体101具有沿着旋转轴的轴对称。这种形状使得设备本体101不具备凸角，从而限制在设备100的实现期间可能由设备100施加在光纤10的环境上的压力，在该期间设备100的设备本体101具有膨胀。

[0092] 壳体110在这些底面中的每个底面上具有用于光纤10的入口111a，111b，所述入口111a、111b在底面中的每个底面和旋转轴106之间的交叉点的水平上被切断。

[0093] 为了允许设备本体101的热膨胀而不损坏壳体110，如图1中所示出的，壳体110可以由通过膨胀接头113而接合在一起的的多个壳体部分112例如圆柱形部分组成。根据这种可能性，壳体部分112由金属材料例如不锈钢制成。

[0094] 膨胀接头113可以是由弹性变形材料如弹性体、硅树脂、橡胶（无论是自然还是合成的）或金属制成的条带。

[0095] 根据仍然包括膨胀的另一个可能性，壳体110可以是简单的金属壳体而没有膨胀接头的存在。在与前述可能性相同的方式中，根据这个可能性的金属材料可以例如是不锈钢金属。

[0096] 壳体110包括在壳体侧壁上用于连接系统105的放置的第一连接孔114。

[0097] 本体还包括壳体的加固件121、122a、122b，使得设备本体101可以变坚硬，以致设备本体101可以承受在光纤10的环境中存在的压力。为了获得良好的硬度，加固件121、122a、122b与壳体110直接接触，被后者封装。

[0098] 如图1中所示出的，三个加固件121、122a、122b可以是一个用于限定腔体127的中央加固件121和两个侧加固件122a、122b。

[0099] 中央加固件121具有普通圆柱形状并且具用于形成腔体127的同样圆柱形的空心。在圆柱体的每个端部上，在圆柱体的对应底面的水平上，圆柱体的侧壁具有用于安装侧加固件122a、122b的螺纹。

[0100] 中央加固件121包括与壳体110的相同第一连接孔114对应的第二连接孔123。因此，连接系统105集成在封装在这样一种中空的本体中，该中空由与腔体127联通的第一连接孔114和第二连接孔123形成。

[0101] 连接系统105设置在设备本体100中使得封闭并且致使由第一连接孔114和第二连接孔123形成的中空密封。

[0102] 中央加固件121的每个底面在对应的底面和旋转轴106之间的交叉点的水平上具有用于光纤10的入口。

[0103] 侧加固件122a、122b中的每个具有中空的扁平圆柱形状，其一个底面以与所述侧加固件122a、122b所关联的壳体110的底面的相同方式弯曲，而其另一个底面是开口的。侧加固件122a、122b中的每个的内壁具有与中央加固件121的螺纹互补的螺纹。因此，侧加固件122a、122b中的每个旋拧到中央加固件121上。

[0104] 设备本体101还包括两个密封件108a、108b以当光纤10装配有设备100时致使对设备本体101的密封，密封件108a、108b中的每个对应于中央加固件121的入口并且对应于在与中央加固件121的所述入口对应的底面的水平上被拧上的侧加固件122a、122b的入口。密封件108a、108b中的每个被压在设备本体中在对应的侧加固件122a、122b与包括对应于所述密封件108a、108b的入口的中央加固件121的底面之间。这样，当设备100装配光纤10时，如图1中所示出的，致使腔体127密封。

[0105] 为了在电阻加热元件140的双系统的实现期间限制热量损失，如图1中所示出的，腔体127可以包括反射屏125、126a、126b。这种反射屏125、126a、126b使得可以在腔体127的方向中反射并且发送回由电阻加热元件140的双系统辐射的热能中不是在传导材料块150的方向中的部分。

[0106] 反射屏125、126a、126b数量可以是三个，其中，一个与腔体127的内壁侧表面对齐的中央屏125和两个侧屏126a、126b，每个侧屏与腔体127的两个底面中的一个的表面对齐。两个侧屏126a、126b中的每个具有用于管152的通道的孔，所述孔位于所述侧屏126a、126b与可旋转轴106的交叉点的水平上。

[0107] 中央屏125包括用于连接系统114和电阻加热元件140的双系统之间的连接器105a的第三连接孔。

[0108] 反射屏125、126a、126b的集合形成热量限制装置，热量限制装置被设置为在电阻加热元件140的双系统和传导材料的块150之间的热能的交换期间限制热量损失。

[0109] 电阻加热元件140的双系统是由两个电阻加热元件141和用于调节所述电阻加热元件141的功率的机构142构成的集合。调节机构142形成由于调节在电阻加热元件141和三个固定点160a、160b、160c之间交换的热能的装置。

[0110] 在由传导材料制成的块150周围设置电阻加热元件140的双系统，使得当实现电阻加热元件140的双系统时，电阻加热元件的双系统通过由传导材料制成的块150与固定点160a、160b、160c中的每个交换热能。

[0111] 这样，电阻加热元件140的双系统形成用于传递热能的装置。

[0112] 由传导材料制成的块150具有总体基本上圆柱体形的旋转形状，沿着圆柱形的旋转轴106具有管道152的形式的用于光纤10的通道109的开口。

[0113] 管道152具有基本上管状的形状。管道152具有基本上等于光纤10的外部直径的内部直径，以致最优化管道152和光纤10之间的热交换。

[0114] 管道152在每侧上延伸传导材料的块150的剩余部分直到中央加固件121的通道的孔。

[0115] 管道152与光纤10热接触。管道152的长度覆盖一部分光纤10以将光纤10的一部分与固定点160a、160b、160c连接。为了提供质量良好的校准，管道152的长度优选地被限定为使得光纤10的由管道152覆盖的部分的长度大于光纤传感器的空间分辨率。因此，根据这个原理，对于使用瑞利后向散射现象的光纤传感器而言，管道的长度必须选择为大于3mm，鉴于传感器实现拉曼后向散射现象，该长度必须选择为大于1m。

[0116] 管道152优选地由与传导材料块150的剩余部分相同的材料制成，但是也可以由不同的材料制成，而不超出本发明的范围。

[0117] 相似的，尽管在图1中管道152和由传导材料制成的块150的剩余部分是两个分离的元件，但是由传导材料制成的块150可以是一件式的，而不超出本发明的范围。

[0118] 三个腔室151a、151b、151c沿着传导块150靠近管道152铺开，腔室151a、151b、151c中的每个包括第一固定点160a、第二固定点160b和第三固定点160c中的一个。

[0119] 构成固定点160a、160b、160c中的每个的材料根据光纤传感器的操作温度来选择。因此，以下的表格示出可以用作固定点的现有标准材料以及它们的对应状态改变的温度。

[0120]材料 以摄氏度计的状态改变温度
氩 -189.3442
汞 -38.8344
水 +0.01
镓 +29.7646
铟 +156.5985
锡 +231.928

[0121]锌 +419.527
铝 +660.323
银 +961.78

[0122] 表1：标准材料和对应的状态改变温度

[0123] 根据设备适合于装配打算在从0℃延伸至100℃的温度范围内工作的光纤传感器的具体应用，有必要使用状态改变温度包括在这个范围中的材料。在表1中，只有镓符合这个标准。

[0124] 因此根据这个具体应用的这种设备100当装配有多个固定点160a、160b、160c时必须包括，由多种成分制成的合金制成的这些固定点160a、160b、160c中的一些。例如，包括三个固定点160a、160b、160c的设备100可以包括以下固定点：

[0125] -包括由重量占99.78%的镓和重量占0.22%的铋组成的材料的第一固定点160a，其第一预定状态改变温度Tpd1为29.7℃，

[0126] -包括由重量占49%的铋、重量占21%的铟、重量占18%的铅和重量占12%的锡组成的材料的第二固定点160b，其第二预定状态改变温度Tpd2为58℃，

[0127] -包括由重量占66.7%的铟和重量占33.3%的铋组成的材料的第三固定点160c，其第三预定状态改变温度Tpd3为72.7℃。

[0128] 明显地，适合于想要在不同的温度范围内工作的光纤10的校准的设备100包括适合于不限制于表1中给出的以及上文引用的所述温度范围的固定点。

[0129] 腔室151a、151b、151c中的每个还包括适合于测量对应的固定点160a、160b、160c的温度的温度探头161a、161b、161c。温度探头161a、161b、161c中的每个优选地为执行温度的绝对测量的温度探头。

[0130] 温度探头161a、161b、161c中的每个可以例如是铂探头、热电偶、振动绳型温度传感器或已由本领域技术人员熟知的并且能够适合于测量固定点160a、160b、160c的温度和/或传导材料的块150的温度的任意其它的测量系统。

[0131] 温度探头161a、161b、161c中的每个形成设置为测量固定点160a、160b、160c的温度的温度测量装置。

[0132] 温度探头161a、161b、161c中的每个，电阻加热元件141和调节机构142中的每个通过连接器105a装置连接至连接系统。

[0133] 因此这种设备100可以配备光纤10以允许光纤传感器的校准。

[0134] 利用根据这个实施方式的设备100，设备100在光纤10上的安装优选地在光纤10的安装期间执行。事实上，为了安装设备100，光纤10必须在通道109中经过，这要求对光纤10的至少这样一种长度的接近，其中，该长度从光纤10的一个端部至设备100在光纤10上的位置。

[0135] 然而，还可以在已经就位的光纤10上安装设备100。这种安装可以通过仅接近光纤10的必须进行装配的区域来实现。

[0136] 这种设备可以在光纤传感器的校准期间由这样一种方法来实现，该方法对于仅使用对应于最低预定温度的第一固定点160a而言包括以下步骤：

[0137] -实现电阻加热元件140的双系统，命令调节机构142施加足够大温度以致在第一预定温度处第一固定点160a的状态的改变，

[0138] -实现光纤传感器并且检测在沿着光纤10的位置处的温度的改变，所述位置必须对应于设备100的位置，

[0139] 等待在光纤10的位置处测量的温度的稳定并且记录在所述位置处测量的温度，[0140] -等待在光纤10的位置处测量的温度再次开始上升，从而指示第一固定点160a的状态的改变完全实现，

[0141] -通过调节机构142，减少由电阻加热元件140的双系统施加的功率，[0142] -等待在光纤10的位置处测量的温度的减少，并且等待接在减少之后的稳定，所述稳定对应于第一固定点160a的状态的逆转改变，并且记录对应的温度，

[0143] -使用在状态的改变和状态的逆转改变期间所测量的温度来校准从光纤传感器获得的温度测量。

[0144] 在这个方法的实现期间，为了在长的时间期间内对光纤10施加预定温度，从而限制未达到光纤10的热稳定的风险，调节机构142可以适合于施加比第一预定温度略高的温度。

[0145] 相似地，在所施加的功率减少的期间，调节机构142可以适合于施加比第一固定点160a的状态的逆转改变温度略小的温度。

[0146] 比参考温度略高或略低的温度意味着与参考温度的梯度大约为0.1℃优选地低于0.1℃的温度。

[0147] 利用单个固定点160a的方法使得可以纠正单个温度漂移。通过执行根据使用多个固定的相似方法的校准可以获得更好的校准。

[0148] 因此，对于包括三个固定点160a、160b、160c的设备100而言，可以通过连续地应用由调节机构142进行的调节来实现设备100，并且如图2中所示出的略高于第一预定温度Tpd1的温度、然后是第二预定温度Tpd2处的温度并且最终是第三预定温度处的温度。

[0149] 这样，光纤的位置处的稳定温度接连地经过第一固定点160a的状态改变温度，经过第二固定点160b的状态改变温度，以及经过第三固定点160c的状态改变温度。

[0150] 在相同的方式中，对于仅实现第一固定点160a的方法而言，可以命令调节机构142使得在设备101的冷却期间，电阻加热元件140的双系统连续地应用略低于第三固定点160c、第二固定点160b和第三固定点160a的状态的逆转改变的温度。

[0151] 这样，光纤10的位置处的稳定温度连续地经过第三固定点160c的第三状态的逆转改变温度，第二固定点160b的第二状态的逆转变化温度Tin2和第一固定点160a的第一状态的第一逆转改变的温度。

[0152] 这些不同温度通过光纤传感器的实现来测量，可以通过将所测量的温度与不同固定点160a、160b、160c的状态改变温度进行比较而对光纤传感器进行校准。

[0153] 图2示出在两个固定点160a、160b被激活的校准方法的实现期间获得的基于时间t的温度T的测量的示例，虚线对应于调节机构142的设置温度而实线对应于在设备100的位置处由光纤传感器测量的温度。

[0154] 从而可以从图2中看出，在电阻加热元件140的双系统未被激活的参考标号为a）的第一步骤中，光纤传感器测量设备100的位置处的温度的变化。

[0155] 在步骤b）处，通过将调节机构编程为使得电阻加热元件140的双系统将低于第一预定温度Tpd1的温度T2施加给传导材料的块150，实现设备101。传导材料的块140继而取温度T2，这通过由光纤温度传感器所测量的温度来确认。

[0156] 在步骤c）处，调节机构142被编程以使得电阻加热元件140的双系统将高于第一预定温度Tpd1并且低于第二预定温度Tpd2的温度T3施加给传导材料的块150。因此，电阻加热元件140的双系统将足够的热能传递给第一固定点160a以导致在第一预定温度Tpd1处第一固定点的状态的改变。在状态的改变期间，如图2中所示出的，通过第一固定点160a的状态的改变而耗散的能量使由传导材料制成的块150维持在第一预定温度Tpd1处。由光纤传感器来测量第一温度，其与整个状态改变现象期间的温度的稳定对应。当完成第一固定点160a的状态的改变时，由传导材料制成的块取温度T3。

[0157] 在步骤d）处，调节机构被编程以使得电阻加热元件140的双系统将高于第二预定温度Tpd2的温度T4施加给传导材料的块150。结果，类似于关于第一固定点160a的步骤c），检测第二固定点160b的状态的改变，其对应于由光纤传感器测量的温度的稳定，并且随后由光纤传感器测量对应的温度。

[0158] 当完成第二固定点160b的状态的改变时，在步骤e）期间调节机构被编程使得电阻加热元件140的双系统再次将温度T3施加给传导材料块150，这个温度还是低于第二固定点160b的第二状态逆转改变温度Tin2。跟着发生的传导材料块150的温度降低导致第二固定点160b的状态的逆转改变，其恢复第二固定点160b初始状态。在状态的逆转改变期间，由第二固定点160b的状态的改变提供的能量将由传导材料制成的块150维持在第二固定点160b的第二状态逆转改变温度Tin2处，如图2中所示出的该第二温度Tin2低于第二预定温度Tpd2。

[0159] 利用在温度T2处的调节机构的编程，这种相同的过程还应用到步骤f）。在这个步骤期间，第一固定点160a在经历状态的逆转改变中恢复其初始状态。在第一固定点160a的这个状态的逆转改变期间，传导块150以及光纤取第一固定点160a的状态的逆转改变温度Tin1。

[0160] 当完成第一固定点160a的状态的逆转改变时，停止电阻加热元件140的双系统的实现。由光纤传感器在状态的改变和状态的逆转改变中的每一处测量的温度可以被应用于校准光纤传感器。事实上，状态改变温度Tpd1、Tpd2和状态逆转改变温度Tin1、Tin2是在设备的制造期间通过选择用于构成固定点160a、160b、160c中的每个的材料来限定的，并且因此是设备100的已知的并且不变的特征。

[0161] 设备100还通过光纤传感器的距离校准方法来实现。通常执行这种实现来对沿着光纤的两个设备100、100’（见图3）之间的距离进行校准，并且这种实现必要提供用于测量两个设备100、100’之间的距离的装置，该装置在结构的表面处可接近而无需改变光纤的位置。用于设备100、100’中的每一个的该测量距离的装置300，300’可以例如为带有对应的设备100、100’的壳体100的完整柱体301、301’。当对应设备装配用于监视所述结构的光纤传感器的光纤10时，每个柱体301、301’从结构的表面突出。根据这个示例，每个柱体301，301’可以在其突出端处包括与转速计兼容的反射棱镜302、302’。

[0162] 因此，如果监视设备100，100’还包括用于测量距离的装置300、300’，则可以在表面上关于监视设备100，100’彼此和/或关于光纤的一个端部监视设备100，100’中的每一个的移动。

[0163] 当用于校准沿着光纤10安装的两个设备100、100’之间的距离时，如图1中所示出的，该方法包括：

[0164] -同时实现第一设备100和第二设备100’的调节机构142以导致这些设备的固定点160a、160b、160c中的每一个的状态变化，

[0165] -实现光纤温度传感器并且在沿着光纤10对应于第一设备100和对应于第二设备100’的位置处检测温度改变的位置，

[0166] -对光纤传感器进行距离校准以使得由光纤传感器测量的两个设备100、100’之间的距离对应于由用于测量距离的装置300、300’所测量的距离。

[0167] 为了正确区分第一设备100和第二设备100’，可以在与固定点160a、160b、160c对应的温度处实现设备100、100’中的每一个的调节机构，该温度与由设备100、100’中的另一个所实现的温度不同。

[0168] 还可以彼此同时执行温度校准方法和距离校准方法。根据这个可能性，同时实现两个设备100、100’以用于温度校准，因此两个温度变化位置的检测允许距离校准，并且对应于固定点160a、160b、160c中的每个的状态改变的温度值允许温度校准。

[0169] 根据上文描述的实现方式，设备100必须按照光纤通过通道109中的方式安装在光纤10上。因此这要求光纤的这些端部中的一个端部接近这样一种位置，其中，设备100必须安装在该位置并且因此该位置更具体地适合于在光纤在结构上安装期间装配光纤。

[0170] 通过在提供在光纤10上的位置附近切断光纤10，无需接近光纤的两个端部中的一个端部就可以装配设备100的光纤10，从而限定光纤10的两个部分，其中一个部分包括该位置。光纤10的包括该位置的部分可以被引入通道109。当设备100就位时，两个部分熔合在一起，以致光纤10恢复完整。

[0171] 根据图4中图示出的发明的变型，通道109可以适合于允许设备的可去除的安装。

[0172] 根据这个变型，插入传导材料的块150的通道109沿着旋转轴106（又称为纵轴）被切断，在通道的整个长度上提供光纤10的第一纵向引入槽，以将通道109和壳体10的联通。壳体100可围绕加固件121、122a、122b并且沿着旋转轴旋转地移动。壳体110本身具有第二引入槽，可以将第一引入槽和第二引入槽联通。

[0173] 因此，根据这个变型的设备100允许光纤10通过第一引入槽和第二引入槽的安装。根据这个可能性，壳体110的旋转使得可以封闭引入路径，同时将光纤10维持在通道109中。
光纤10的拆卸可以通过逆操作来实现。

[0174] 第一引入槽和第二引入槽利用壳体110在加固件121、122a、122b上的旋转安装形成适用于允许光纤10进入通道109的侧引入的侧引入系统。

[0175] 应当注意的是，在上文描述的实现方式中，如果设备100中的通道109是通过经过传导材料块150的管道152来形成的，那么通道109可以取另一种形状，例如在传导材料块150周围缠绕的通道109，而没有超出本发明的范围。

[0176] 相似地，根据未出的本发明的另一种可能性，用于传递热能的装置可以由热传递系统来提供，而不是由设置在传导块150周围的热电阻系统141，例如珀尔帖模块、制冷系统或集成在传导材料块150中的热电阻系列来提供。

[0177] 最后，根据未示出的本发明的一种可能性，设备100可以包括改为设置在传导材料的块150的腔室151a、151b、151c中的每一个中的温度探头161a、161b、161c，设置在传导材料150的块中的单个温度探头，以测量传导材料块150的温度，而没有超出本发明的范围。