一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型包括測溫裝置、氣體燃燒裝置和隔爆裝置；所述測溫裝置包括光纖Bragg光柵、圓柱形導(dǎo)熱壁、光纖引出線，其中光纖Bragg光柵通過保護套管封裝成為光纖測溫觸頭，光纖測溫觸頭粘貼在圓柱形導(dǎo)熱壁已固定半徑處開好的內(nèi)孔中；所述氣體燃燒裝置包括催化劑層、加熱電阻鍍膜層、加熱源引線、電極，其中催化劑層敷在加熱電阻鍍膜層的外表面，加熱電阻鍍膜層位于導(dǎo)熱壁外表面；所述隔爆裝置包括隔爆罩、底座，其中隔爆罩將嵌入在底座上的測溫裝置與氣體燃燒裝置罩起來。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便；同時抗干擾能力強。
【專利說明】一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在易燃易爆氣體環(huán)境中，氣體檢測傳感器占據(jù)著重要地位，可燃氣體濃度的超標(biāo)對工作人員的人身安全和安全生產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。長期研究表明，氣體濃度傳感器的實時監(jiān)測在很大程度上決定了安全生產(chǎn)的運行可靠性。氣體傳感器不能及時的反應(yīng)環(huán)境中可燃氣體的濃度或者損壞都會使得安全的不到保障，由于可燃氣體濃度超標(biāo)而引發(fā)的惡性事故在國內(nèi)外都屢有發(fā)生。
[0003]對可燃氣體的檢測一般使用催化燃燒式傳感器，它可以看成是一個小型化的熱量計，它的檢測原理在幾十年內(nèi)沒有大的變化。催化燃燒式傳感器屬于高溫傳感器，是利用催化燃燒產(chǎn)生的熱效應(yīng)原理。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是檢測元件和補償元件配對組成測量電橋，如果可燃氣體存在時，可燃氣體在檢測元件載體表面和催化劑的共同作用下發(fā)生無焰燃燒，載體溫度就相應(yīng)升高，從而通過它內(nèi)部的鉬電阻阻值也會發(fā)生相應(yīng)改變，而補償元件溫度不變，則電橋就失去了平衡，由電路測出電阻的變化，并輸出一個與可燃氣體濃度成正比的電壓信號。所以，只要能測量檢測元件阻值大小，就可以計算出待測氣體的濃度。在整個測量過程中，催化劑是不被消耗的，即使在待測氣體濃度遠遠低于LEL時，也會在這個電橋上發(fā)生催化燃燒反應(yīng)。但是該方法中使用的均為電信號，易受電磁干擾的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供了一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計，以用于解決高溫引燃環(huán)境中可燃氣體存在安全隱患的問題及易受電磁干擾的影響的問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計，包括測溫裝置、氣體燃燒裝置和隔爆裝置；所述測溫裝置包括光纖Bragg光柵1、圓柱形導(dǎo)熱壁7、光纖引出線9，其中光纖Bragg光柵I通過保護套管封裝成為光纖測溫觸頭，光纖測溫觸頭粘貼在圓柱形導(dǎo)熱壁7已固定半徑處開好的內(nèi)孔中，光纖引出線9通過位于隔爆裝置底座6上的引出孔引出；所述氣體燃燒裝置包括催化劑層3、加熱電阻鍍膜層4、加熱源引線5、電極8，其中催化劑層3敷在加熱電阻鍍膜層4的外表面，加熱電阻鍍膜層4位于圓柱形導(dǎo)熱壁7外表面，從電極8引出的加熱源引線5與外部電源連接；所述隔爆裝置包括隔爆罩2、底座6，其中隔爆罩2將嵌入在底座6上的測溫裝置與氣體燃燒裝置罩起來。
[0006]所述圓柱形導(dǎo)熱壁7與光纖引出線9的交接處通過環(huán)氧樹脂進行密封。
[0007]本實用新型的工作原理是:
[0008]將光纖Bragg光柵I經(jīng)過保護套管封裝后成為光纖測溫觸頭，將光纖測溫出頭粘貼在圓柱導(dǎo)熱壁7已開好的內(nèi)孔中，并在圓柱的外表面敷上加熱電阻鍍膜層4，在加熱電阻鍍膜層4的外表面敷上催化劑層3，將加熱源引線5接于外部電源。開啟外部電源后，加熱電阻鍍膜層4加熱，為可燃氣體的燃燒提供引燃溫度。
[0009]不同濃度的氣體燃燒時所產(chǎn)生的熱量不同，測溫裝置中的圓柱形導(dǎo)熱壁7在不同的厚度下將產(chǎn)生不同的溫度分布，不同的溫度能引起測溫光纖Bragg光柵I的波長產(chǎn)生不同的偏移量，通過對測溫光纖Bragg光柵I的波長偏移量的測量可以實現(xiàn)對待測可燃氣體濃度的測量。
[0010]本實用新型的數(shù)學(xué)模型分析如下:
[0011]圓柱壁外表面的溫度增量(加熱電阻膜的溫度增量)Δ t與氣體燃燒的發(fā)熱量成正比，即
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計，其特征在于:包括測溫裝置、氣體燃燒裝置和隔爆裝置；所述測溫裝置包括光纖Bragg光柵(I )、圓柱形導(dǎo)熱壁(7)、光纖引出線(9)，其中光纖Bragg光柵(I)通過保護套管封裝成為光纖測溫觸頭，光纖測溫觸頭粘貼在圓柱形導(dǎo)熱壁(7)已固定半徑處開好的內(nèi)孔中，光纖引出線(9)通過位于隔爆裝置底座(6)上的引出孔引出；所述氣體燃燒裝置包括催化劑層(3)、加熱電阻鍍膜層(4)、加熱源引線(5)、電極(8)，其中催化劑層(3)敷在加熱電阻鍍膜層(4)的外表面，加熱電阻鍍膜層(4)位于圓柱形導(dǎo)熱壁(7)外表面，從電極(8)引出的加熱源引線(5)與外部電源連接；所述隔爆裝置包括隔爆罩(2)、底座(6)，其中隔爆罩(2)將嵌入在底座(6)上的測溫裝置與氣體燃燒裝置罩起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計，其特征在于:所述圓柱形導(dǎo)熱壁(7)與光纖引出線(9)的交接處通過環(huán)氧樹脂進行密封。
【文檔編號】G01N25/22GK203587537SQ201320730183
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李川, 楊彤瑤, 李英娜, 謝濤, 趙振剛 申請人:昆明理工大學(xué)
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