基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法

摘要

一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，包括光源、光分路器、光环形器、通信光纤、光纤光栅阵列传感光缆、消除光纤端面反射装置、信号解调仪、数据处理单元与PC机，光源通过光分路器与光环形器第一端口连接，光环形器第二端口依次经通信光纤、光纤光栅阵列传感光缆后与消除光纤端面反射装置连接，光环形器第三端口依次经信号解调仪、数据处理单元后与PC机连接，光纤光栅阵列传感光缆采用立体网格化布置在大体积混凝土中，光纤光栅阵列传感光缆包括光纤保护套、受力光纤与免应力光纤，免应力光纤通过环氧结构胶固定在受力光纤上，免应力光纤上位于相邻两个固定胶化点之间的部位设置有光栅，光栅设置有编码。本设计监测精准度高。

权利要求

1.一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，用于基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，其特征在于：

所述监测系统包括光源(1)、光分路器(2)、光环形器(3)、通信光纤(4)、光纤光栅阵列传感光缆(5)、消除光纤端面反射装置(6)、信号解调仪(7)、数据处理单元(8)与PC机(9)，所述光源(1)与光分路器(2)的输入端(21)连接，光分路器(2)的输出端口(22)与光环形器(3)的第一端口(31)连接，光环形器(3)的第二端口(32)通过通信光纤(4)与光纤光栅阵列传感光缆(5)的首端连接，光纤光栅阵列传感光缆(5)的尾端与消除光纤端面反射装置(6)连接，所述光环形器(3)的第三端口(33)与信号解调仪(7)连接，信号解调仪(7)与数据处理单元(8)连接，数据处理单元(8)与PC机(9)连接，所述光纤光栅阵列传感光缆(5)采用立体网格化布置在大体积混凝土(10)中，光纤光栅阵列传感光缆(5)包括光纤保护套(51)及套设在其内的受力光纤(52)、免应力光纤(53)，所述免应力光纤(53)通过环氧结构胶固定在受力光纤(52)上，相邻两个固定胶化点(54)之间的免应力光纤(53)的长度大于或等于受力光纤(52)长度的101%，免应力光纤(53)上位于相邻两个固定胶化点(54)之间的部位设置有光栅(55)，光栅(55)设置有编码；所述光纤光栅阵列传感光缆(5)的数量为三根，三根光纤光栅阵列传感光缆(5)分别沿大体积混凝土(10)的X轴、Y轴、Z轴埋设；所述数据处理单元(8)包括数据采集装置、温度‑波长换算算法和数据库；所述数据采集装置与信号解调仪(7)连接，用于采集并上传数据；所述温度‑波长换算算法，用于将波长变化换算为温度变化，并将温度变化与阈值温度进行对比判断，以及将判断结果传输给PC机(9)；所述数据库，用于存储大体积混凝土(10)的海量温度变化信息以及分析大体积混凝土(10)温度变化的具体特征；

所述PC机(9)上设置有上位机，所述上位机，用于当大体积混凝土(10)温度变化超过规范要求时报警，并打开大体积混凝土(10)中水管阀进行大体积混凝土(10)降温，显示出数据处理单元(8)处理完后的数据，根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置；

所述监测方法包括以下步骤：

S1、将光纤光栅阵列传感光缆(5)放入恒温箱中，恒温箱中的温度依次增加，得出光栅(55)的中心波长随温度的变化情况，并画出每个光栅(55)的温度‑波长变化关系图，求出每个光栅(55)温度‑波长变化的相关系数，观察光栅(55)中心波长变化和温度关系的线性度，求出温度‑波长变化曲线的斜率，取斜率的平均值为温度灵敏度系数 ；

S2、浇筑混凝土，固定好光纤光栅阵列传感光缆(5)，并通过通信光纤(4)、光环形器(3)将光纤光栅阵列传感光缆(5)连接于信号解调仪(7)，对大体积混凝土(10)进行实时测量，通过信号解调仪(7)解调出各个光栅(55)的波长，计算出光栅(55)的波长变化 ：式中， 为解调出的光栅(55)中心波长， 为光栅(55)的初始波长， 为温度灵敏度系数， 为温度变化量；

S3、数据处理单元(8)根据光栅(55)的波长变化 与温度灵敏度系数 计算得到温度变化量 ，即：

；

S4、PC机(9)根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，其特征在于：所述光栅(55)为弱光栅，多个弱光栅等间距分布构成光栅阵列，相邻两个弱光栅之间的物理间距为1m，弱光栅的反射率为0.1%。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，其特征在于：所述光栅阵列采用时分复用和空分复用的混合复用方式。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，其特征在于：所述免应力光纤(53)在拉丝过程中完成光栅(55)的刻写和涂覆。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，其特征在于：所述信号解调仪(7)采用波长解调技术。

说明书

基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤传感技术监测领域，尤其涉及一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法，主要适用于提高监测准确度。

背景技术

[0002] 近年来随着计算机技术、通信技术、传感检测等技术的不断发展，利用计算机物联网进行自动健康检测已经成为目前大体积混凝土温度监测与控制所采取的方法之一。大体积混凝土在施工期间，一方面由于水泥的化学反应引起混凝土内部温度升高，产生内外温差，在混凝土表面产生了很大的温度应力，导致混凝土裂缝；另一方面由于外界气温的变化引起了混凝土内外温差，也将使混凝土表面产生很大的温度应力，致使混凝土开裂。为了掌握混凝土浇筑后导致的温度变化，应在混凝土施工期进行温度监测，测量混凝土不同部位温度的变化，为了避免混凝土内部温度过大，及时采取补救措施；当混凝土温度远低于温控标准时，则可减少温控措施，避免浪费。因此，温度的控制及监测对大体积混凝土的运用寿命及建筑的稳定度有很大的影响。

[0003] 目前，对大体积混凝土温度监测与控制的主要方法是添加缓凝型高效减水剂，保持一定的水灰比，采取冷却内外循环水管降温措施，采用分层浇筑为主覆膜和喷水相结合的保护措施，以及在混凝土表面、中部和内部设置温度监测点以监测温度。这些方法的优点是能有效地监测和控制大体积混凝土的温度，方法比较简单；这些方法的缺点是实施过程繁琐，造成大量人力物力的浪费，由于无法全面监测，所以对温度监测和控制的精度不高。大体积混凝土测温方法还有热电偶测温、数字温度传感器测温、红外测温、热敏电阻测温、无源射频识别(RFID)传感器测温、分布式光纤传感器测温、MEMS(Microelectro Mechanical Systems)传感器测温以及光纤光纤光栅传感器测温等。热电偶测温虽然精度较高，但是布线复杂且成本高，不适合用于大体积混凝土测温，通常适用于样品测温；数字温度传感器的优点是功耗低、抗干扰能力强和测量精度高，但是它在测量混凝土温度时还需和其它模块配合使用，系统结构复杂，数字温度传感器是点式传感器，无法做到对混凝土的全面监测，使用起来成本较高；红外测温的优点是可以实现远距离、非接触、大面积和多目标测温，测温精度高，但是红外测温无法测量大体积混凝土内部温度，不能用于大体积混凝土内部温度的监测；热敏电阻虽然测量精度高，但是其抗干扰能力和稳定性差，由于它是点式传感器，无法精准的测量混凝土的温度；PFID传感器的优点是便利性强、成本低寿命长，但是它精度不高，这种传感器是基于电磁波传输信号的，具体使用时还需注意混凝土中的湿度、金属、频率、射频波的入射角等因素，不能当作通用方法，需要具体情况具体分析；
分布式光纤传感器可以实现对混凝土的全面监测，但是其精度不高，信号解调困难；MEMS传感器的优点是成本低、工作温度范围大可实现无人监测，但是MEMS传感器的缺点是无法定位到混凝土温度巨变的具体位置，使用期间需要供电和通过无线传输信号的方式易受干扰从而使其长期稳定性差。光纤光栅传感器测温精度高、响应快、测量准确，但在进行大体积混凝土测温时却需要对光纤光栅传感器进行组网，降低信号的信噪比，信号解调困难。

发明内容

[0004] 本发明的目的是克服现有技术中存在的监测准确度低的缺陷与问题，提供一种监测准确度高的基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法。

[0005] 为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，包括光源、光分路器、光环形器、通信光纤、光纤光栅阵列传感光缆、消除光纤端面反射装置、信号解调仪、数据处理单元与PC机，所述光源与光分路器的输入端连接，光分路器的输出端口与光环形器的第一端口连接，光环形器的第二端口通过通信光纤与光纤光栅阵列传感光缆的首端连接，光纤光栅阵列传感光缆的尾端与消除光纤端面反射装置连接，所述光环形器的第三端口与信号解调仪连接，信号解调仪与数据处理单元连接，数据处理单元与PC机连接，所述光纤光栅阵列传感光缆采用立体网格化布置在大体积混凝土中，光纤光栅阵列传感光缆包括光纤保护套及套设在其内的受力光纤、免应力光纤，所述免应力光纤通过环氧结构胶固定在受力光纤上，相邻两个固定胶化点之间的免应力光纤的长度大于或等于受力光纤长度的101％，免应力光纤上位于相邻两个固定胶化点之间的部位设置有光栅，光栅设置有编码。

[0006] 所述光纤光栅阵列传感光缆的数量为三根，三根光纤光栅阵列传感光缆分别沿大体积混凝土的X轴、Y轴、Z轴埋设。

[0007] 所述光栅为弱光栅，多个弱光栅等间距分布构成光栅阵列，相邻两个弱光栅之间的物理间距为1m，弱光栅的反射率为0.1％。

[0008] 所述光栅阵列采用时分复用和空分复用的混合复用方式。

[0009] 所述免应力光纤在拉丝过程中完成光栅的刻写和涂覆。

[0010] 所述信号解调仪采用波长解调技术。

[0011] 所述数据处理单元包括数据采集装置、温度‑波长换算算法和数据库；

[0012] 所述数据采集装置与信号解调仪连接，用于采集并上传数据；

[0013] 所述温度‑波长换算算法，用于将波长变化换算为温度变化，并将温度变化与阈值温度进行对比判断，以及将判断结果传输给PC机；

[0014] 所述数据库，用于存储大体积混凝土的海量温度变化信息以及分析大体积混凝土温度变化的具体特征。

[0015] 所述PC机上设置有上位机，所述上位机，用于当大体积混凝土温度变化超过规范要求时报警，并打开大体积混凝土中水管阀进行大体积混凝土降温，显示出数据处理单元处理完后的数据，根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。

[0016] 一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，用于上述所述的基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，所述监测方法包括以下步骤：

[0017] S1、将光纤光栅阵列传感光缆放入恒温箱中，恒温箱中的温度依次增加，得出光栅的中心波长随温度的变化情况，并画出每个光栅的温度‑波长变化关系图，求出每个光栅温度‑波长变化的相关系数，观察光栅中心波长变化和温度关系的线性度，求出温度‑波长变化曲线的斜率，取斜率的平均值为温度灵敏度系数KT；

[0018] S2、浇筑混凝土，固定好光纤光栅阵列传感光缆，并通过通信光纤、光环形器将光纤光栅阵列传感光缆连接于信号解调仪，对大体积混凝土进行实时测量，通过信号解调仪解调出各个光栅的波长，计算出光栅的波长变化ΔλB：

[0019]

[0020] 式中， 为解调出的光栅中心波长， 为光栅的初始波长，KT为温度灵敏度系数，ΔT为温度变化量；

[0021] S3、数据处理单元根据光栅的波长变化ΔλB与温度灵敏度系数KT计算得到温度变化量T，即：

[0022]

[0023] S4、PC机根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。

[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0025] 1、本发明一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法中，采用立体网格化布置方式，对光栅进行编码，实现对大体积混凝土温度全覆盖感知的同时通过编码对温度异常点区域进行精准定位。因此，本发明监测精准度高。

[0026] 2、本发明一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法中，光纤光栅阵列传感光缆的数量为三根，三根光纤光栅阵列传感光缆分别沿大体积混凝土的X轴、Y轴、Z轴埋设；光栅编码为三维坐标式编码，当光缆中某一处光栅温度异常时，便可通过光栅坐标式编码得出大体积混凝土中温度异常点的具体位置，实现对大体积混凝土的全覆盖感知和精准定位。因此，本发明监测精准度高、可靠性高。

[0027] 3、本发明一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法中，光栅为弱光栅，多个弱光栅等间距分布构成光栅阵列，相邻两个弱光栅之间的物理间距为1m，弱光栅的反射率为0.1％，上述设计使得监测空间分辨率高、精度高，可实现对大体积混凝土温度的准分布式监测；光栅阵列采用时分复用和空分复用的混合复用方式，通过空分复用技术，将多个光栅安装在同一大体积混凝土中，实现对大体积混凝土温度的全覆盖感知；通过时分复用技术，解调出光缆中波长变化异常的光栅，对波长变化异常的光栅定位，空分复用与时分复用的结合确保不同光栅的信号检测具有同步性的同时实现对混凝土温度的全面监测；免应力光纤在拉丝过程中完成光栅的刻写和涂覆，具有更好的机械强度和力学结构，在安装和张拉过程中不易损坏。因此，本发明监测精度高、可靠性高、信号解调简单、使用寿命长。

[0028] 4、本发明一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统及方法中，当大体积混凝土温度变化超过规范要求时报警，打开大体积混凝土中水管阀进行大体积混凝土降温，使得大体积混凝土的温度得以精准监测与控制。因此，本发明监测与控制精准度高。

附图说明

[0029] 图1是本发明基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统的结构示意图。

[0030] 图2是本发明中光纤光栅阵列传感光缆的结构示意图。

[0031] 图3是本发明中光纤光栅阵列传感光缆的安装结构示意图。

[0032] 图4是本发明中光纤光栅阵列传感光缆安装后的正面示意图。

[0033] 图5是本发明中光纤光栅阵列传感光缆安装后的侧面示意图。

[0034] 图中：光源1、光分路器2、输入端21、输出端口22、光环形器3、第一端口31、第二端口32、第三端口33、通信光纤4、光纤光栅阵列传感光缆5、光纤保护套51、受力光纤52、免应力光纤53、固定胶化点54、光栅55、消除光纤端面反射装置6、信号解调仪7、数据处理单元8、PC机9、大体积混凝土10、网格节点11。

具体实施方式

[0035] 以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0036] 参见图1至图5，一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，包括光源1、光分路器2、光环形器3、通信光纤4、光纤光栅阵列传感光缆5、消除光纤端面反射装置6、信号解调仪7、数据处理单元8与PC机9，所述光源1与光分路器2的输入端21连接，光分路器2的输出端口22与光环形器3的第一端口31连接，光环形器3的第二端口32通过通信光纤4与光纤光栅阵列传感光缆5的首端连接，光纤光栅阵列传感光缆5的尾端与消除光纤端面反射装置6连接，所述光环形器3的第三端口33与信号解调仪7连接，信号解调仪7与数据处理单元8连接，数据处理单元8与PC机9连接，所述光纤光栅阵列传感光缆5采用立体网格化布置在大体积混凝土10中，光纤光栅阵列传感光缆5包括光纤保护套51及套设在其内的受力光纤52、免应力光纤53，所述免应力光纤53通过环氧结构胶固定在受力光纤52上，相邻两个固定胶化点54之间的免应力光纤53的长度大于或等于受力光纤52长度的101％，免应力光纤53上位于相邻两个固定胶化点54之间的部位设置有光栅55，光栅55设置有编码。

[0037] 所述光纤光栅阵列传感光缆5的数量为三根，三根光纤光栅阵列传感光缆5分别沿大体积混凝土10的X轴、Y轴、Z轴埋设。

[0038] 所述光栅55为弱光栅，多个弱光栅等间距分布构成光栅阵列，相邻两个弱光栅之间的物理间距为1m，弱光栅的反射率为0.1％。

[0039] 所述光栅阵列采用时分复用和空分复用的混合复用方式。

[0040] 所述免应力光纤53在拉丝过程中完成光栅55的刻写和涂覆。

[0041] 所述信号解调仪7采用波长解调技术。

[0042] 所述数据处理单元8包括数据采集装置、温度‑波长换算算法和数据库；

[0043] 所述数据采集装置与信号解调仪7连接，用于采集并上传数据；

[0044] 所述温度‑波长换算算法，用于将波长变化换算为温度变化，并将温度变化与阈值温度进行对比判断，以及将判断结果传输给PC机9；

[0045] 所述数据库，用于存储大体积混凝土10的海量温度变化信息以及分析大体积混凝土10温度变化的具体特征。

[0046] 所述PC机9上设置有上位机，所述上位机，用于当大体积混凝土10温度变化超过规范要求时报警，并打开大体积混凝土10中水管阀进行大体积混凝土10降温，显示出数据处理单元8处理完后的数据，根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。

[0047] 一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，用于上述所述的基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，所述监测方法包括以下步骤：

[0048] S1、将光纤光栅阵列传感光缆5放入恒温箱中，恒温箱中的温度依次增加，得出光栅55的中心波长随温度的变化情况，并画出每个光栅55的温度‑波长变化关系图，求出每个光栅55温度‑波长变化的相关系数，观察光栅55中心波长变化和温度关系的线性度，求出温度‑波长变化曲线的斜率，取斜率的平均值为温度灵敏度系数KT；

[0049] S2、浇筑混凝土，固定好光纤光栅阵列传感光缆5，并通过通信光纤4、光环形器3将光纤光栅阵列传感光缆5连接于信号解调仪7，对大体积混凝土10进行实时测量，通过信号解调仪7解调出各个光栅55的波长，计算出光栅55的波长变化ΔλB：

[0050]

[0051] 式中， 为解调出的光栅55中心波长， 为光栅55的初始波长，KT为温度灵敏度系数，ΔT为温度变化量；

[0052] S3、数据处理单元8根据光栅55的波长变化ΔλB与温度灵敏度系数KT计算得到温度变化量T，即：

[0053]

[0054] S4、PC机9根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。

[0055] 本发明的原理说明如下：

[0056] 当有应力作用时，受力光纤被拉直而免应力光纤处于不受力状态，因此避免了光纤光栅测温时受到应力的影响。

[0057] 大体积混凝土的最小几何尺寸不小于1m，大体积混凝土中含有降温的水管。

[0058] 本设计结构合理，将光纤光栅阵列传感器采用立体网格化布置方式运用于大体积混凝土温度监测中，并对光栅进行编码，以此拾取混凝土的温度变化信息，采用时分复用定位解调方式，得出波长变化异常的光栅，根据光栅的编码定位混凝土中温度变化异常的点，通过数据处理单元进行温度的阈值判断，使PC机控制大体积混凝土中水管阀门，可以实现对大体积混凝土的温度监测与控制。本设计中采用等间距光纤光栅阵列传感光缆，测点多，成本低；等间距光纤光栅阵列是由拉丝塔在线制备，无需焊点组网，可以实现对混凝土温度的准分布式测量。本设计具有较强的抗干扰的功能，具有抗电磁干扰、抗腐蚀、损耗低、精度高等特点。

[0059] 实施例：

[0060] 参见图1，一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测系统，包括光源1、光分路器2、光环形器3、通信光纤4、光纤光栅阵列传感光缆5、消除光纤端面反射装置6、信号解调仪7、数据处理单元8与PC机9，所述光源1与光分路器2的输入端21连接，光分路器2的输出端口22与光环形器3的第一端口31连接，光环形器3的第二端口32通过通信光纤4与光纤光栅阵列传感光缆5的首端连接，光纤光栅阵列传感光缆5的尾端与消除光纤端面反射装置6连接，所述光环形器3的第三端口33与信号解调仪7连接，信号解调仪7与数据处理单元8连接，数据处理单元8与PC机9连接，所述光纤光栅阵列传感光缆5采用立体网格化布置在大体积混凝土10中，光纤光栅阵列传感光缆5包括光纤保护套51及套设在其内的受力光纤52、免应力光纤53，所述免应力光纤53通过环氧结构胶固定在受力光纤52上，相邻两个固定胶化点54之间的免应力光纤53的长度大于或等于受力光纤52长度的101％，免应力光纤53上位于相邻两个固定胶化点54之间的部位设置有光栅55，光栅55设置有编码，如图2所示。所述光纤光栅阵列传感光缆5的数量为三根，三根光纤光栅阵列传感光缆5分别沿大体积混凝土10的X轴、Y轴、Z轴埋设，如图3所示，图3中网格节点11为温度光栅，网格节点间距为1m，如图4、图5所示，安装完成后对各个光栅进行编码，以便进行准确的定位。

[0061] 光栅编码为三维坐标式编码(x，y，z)，其中，x表示该光栅所在位置在大体积混凝土中的长，即图3中x轴的坐标；y表示该光栅所在位置在大体积混凝土中的宽，即图3中y轴坐标；z表示该光栅所在位置在大体积混凝土中的高，即图3中z轴坐标；当光缆中某一处光栅温度异常时，便可通过光栅坐标式编码得出混凝土中温度异常点的具体位置。

[0062] 图3中网格节点11所在位置由三条埋入混凝土中的温度光缆在该位置处的光栅组成，光栅所测温度为图2中两个相邻固定胶化点54之间的平均温度，因此网格节点11所测的温度包含沿x轴埋入光缆在x轴方向上与两个相邻固定胶化点之间的平均温度、沿y轴埋入光缆在y轴方向上与两个相邻固定胶化点之间的平均温度以及沿z轴埋入光缆在z轴方向上与两个相邻固化点之间的平均温度。因此由三条光缆可以测出以网格节点为中心，以光栅到固定胶化点的距离为半径的三维立体混凝土块的温度，实现了对大体积混凝土的全覆盖感知和精准定位。

[0063] 所述光栅55为弱光栅，多个弱光栅等间距分布构成光栅阵列，相邻两个弱光栅之间的物理间距为1m，弱光栅的反射率为0.1％。所述光栅阵列采用时分复用和空分复用的混合复用方式。所述免应力光纤53在拉丝过程中完成光栅55的刻写和涂覆。所述信号解调仪7采用波长解调技术，利用滤波器对反射光谱进行波长扫描，再通过光电转换进行处理，采用时分复用定位解调方式对大体积混凝土温度进行在线监测。所述数据处理单元8包括数据采集装置、温度‑波长换算算法和数据库；所述数据采集装置与信号解调仪7连接，用于采集并上传数据；所述温度‑波长换算算法，用于将波长变化换算为温度变化，并将温度变化与阈值温度进行对比判断，以及将判断结果传输给PC机9；所述数据库，用于存储大体积混凝土10的海量温度变化信息以及分析大体积混凝土10温度变化的具体特征。所述PC机9上设置有上位机，所述上位机，用于当大体积混凝土10温度变化超过规范要求的25度时报警，并打开大体积混凝土10中水管阀进行大体积混凝土10降温，显示出数据处理单元8处理完后的数据，根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。

[0064] 按上述方案，一种基于光纤光栅阵列传感的混凝土温度监测方法，包括以下步骤：

[0065] S1、将光纤光栅阵列传感光缆5放入恒温箱中，恒温箱中的温度依次增加，得出光栅55的中心波长随温度的变化情况，并画出每个光栅55的温度‑波长变化关系图，求出每个光栅55温度‑波长变化的相关系数，观察光栅55中心波长变化和温度关系的线性度，求出温度‑波长变化曲线的斜率，取斜率的平均值为温度灵敏度系数KT；

[0066] S2、浇筑混凝土，固定好光纤光栅阵列传感光缆5，并通过通信光纤4、光环形器3将光纤光栅阵列传感光缆5连接于信号解调仪7，对大体积混凝土10进行实时测量，通过信号解调仪7解调出各个光栅55的波长，计算出光栅55的波长变化ΔλB：

[0067]

[0068] 式中， 为解调出的光栅55中心波长， 为光栅55的初始波长，KT为温度灵敏度系数，ΔT为温度变化量；

[0069] S3、数据处理单元8根据光栅55的波长变化ΔλB与温度灵敏度系数KT计算得到温度变化量T，即：

[0070]

[0071] S4、PC机9根据光栅编码计算出温度发生变化的具体位置。