專(zhuān)利名稱(chēng)：基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于可燃?xì)怏w報(bào)警領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器。
背景技術(shù)：
隨著人類(lèi)工業(yè)社會(huì)的發(fā)展及人們生活水平的提高，人為的環(huán)境破壞而導(dǎo)致環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。在考慮環(huán)境污染對(duì)策時(shí)，首先需要一種能夠測(cè)試污染程度的技術(shù)，因此人們對(duì)各種傳感器的需求也就日益高漲。在北美，歐洲等國(guó)，最近尤其是對(duì)地下水污染的監(jiān)控十分重視。特別是地上及地下儲(chǔ)油裝置逐漸采取了嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)措施。在中國(guó)持續(xù)20年的高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題也日逐表面化，成為不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。例如，石油基地、煉油廠、加油站等的地上地下儲(chǔ)油罐的油類(lèi)泄漏基本上是處于無(wú)監(jiān)視狀態(tài)。因此開(kāi)發(fā)和研究一種可以埋設(shè)于地下，用來(lái)檢測(cè)地下燃油泄漏的傳感器是本領(lǐng)域人員的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、靈敏度高、可靠性高、針對(duì)性強(qiáng)的基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器。
本實(shí)用新型提出的一種基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器，由變送器15和傳感頭13連接組成，其中，傳感頭13由光纖、保護(hù)管2、軟管4、發(fā)光管12、接收管14組成，光纖呈U形結(jié)構(gòu)，由光纖探頭1和傳輸光纖5兩部分組成，光纖的兩端分別連接發(fā)光管12和接收管14，保護(hù)管2套于光纖下部的光纖探頭1外，軟管4套于傳輸光纖5外，軟管4的一端連接保護(hù)管2，另一端連接變送器15；變送器15由防爆盒10和位于防爆盒內(nèi)的液晶顯示板7、控制板6、接線板11組成，液晶顯示板7上設(shè)有液晶顯示模塊8和按鍵9，接線板11上設(shè)有發(fā)光管12、接收管14的插孔，液晶顯示板7通過(guò)插針連接控制板6，控制板6通過(guò)插針連接接線板11；發(fā)光管12、接收管14分別通過(guò)引線與接線板11上的發(fā)光管12、接收管14的插孔連接。
本實(shí)用新型中，光纖探頭1外表面涂有高聚物涂層。
本實(shí)用新型中，保護(hù)管2采用鋁制保護(hù)管，保護(hù)管2上設(shè)有小孔3。
本實(shí)用新型基于光纖探測(cè)原理，以光纖作為光路傳輸媒質(zhì)，當(dāng)光纖探頭前不存在待測(cè)物質(zhì)時(shí)，涂于光纖芯部表面的高聚物材料的折射率比光纖芯部的折射率高，所以光要泄漏到光纖的外部。這樣，在傳感器的接收管一端能夠檢測(cè)到的光強(qiáng)度將很低。但是，當(dāng)光纖探頭遇到待測(cè)物質(zhì)時(shí)，涂在光纖芯部表面的高聚物將與待測(cè)物質(zhì)間發(fā)生相互作用，從而使高聚物的折射率下降，直至低于光纖芯部的折射率，這時(shí)通過(guò)光纖的光將被封在光纖內(nèi)。這樣一來(lái)，在傳感器的接收管一端檢測(cè)到的光強(qiáng)度將增強(qiáng)，并且，光強(qiáng)度的變化量將隨著被測(cè)物質(zhì)的量變化而發(fā)生增減。通過(guò)對(duì)接收管14信號(hào)的處理分析，就可以判別是否有待測(cè)物質(zhì)存在，以及存在的量的大小。
本實(shí)用新型可以通過(guò)對(duì)接收管14信號(hào)的處理分析來(lái)判別燃油泄漏現(xiàn)象及泄漏的燃油濃度大小。
本實(shí)用新型工作過(guò)程如下將本實(shí)用新型置于石油基地、煉油廠、加油站等的地上地下儲(chǔ)油罐間，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在液晶顯示模塊上實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的油蒸汽濃度，當(dāng)?shù)叵掠驼羝孤r(shí)，油蒸汽滲透入鉆有小孔的保護(hù)管并與光纖探頭接觸，涂在光纖芯部表面的高聚物與該油蒸汽發(fā)生相互作用，從而使高聚物的折射率下降，直至低于光纖芯部的折射率，這時(shí)通過(guò)光纖的光將被封在光纖內(nèi)，在光纖的射出端接收管上檢測(cè)到的光強(qiáng)度將增強(qiáng)，通過(guò)與接收管相連的變送器上的接線板，將該信號(hào)傳遞給控制板，控制板通過(guò)分析該信號(hào)的強(qiáng)弱就可以判別是否存在油蒸汽泄漏現(xiàn)象。
本實(shí)用新型也可以通過(guò)液晶顯示板上的三個(gè)按鍵設(shè)定報(bào)警值，當(dāng)油氣濃度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，光纖傳感器發(fā)出聲光報(bào)警，并輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，及時(shí)關(guān)閉氣體泄漏控制閥、啟動(dòng)排氣扇等措施。技術(shù)人員聽(tīng)到或觀察到聲光報(bào)警后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的解決措施，避免因油氣泄漏而造成災(zāi)害事故的發(fā)生。
本實(shí)用新型中，變送器15外殼采用具有隔爆功能的防爆盒10，發(fā)光管12及光纖5部分為本安型(本質(zhì)安全)，整個(gè)實(shí)用新型為防爆結(jié)構(gòu)，通過(guò)防爆所檢測(cè)，防爆等級(jí)為Ex dII CT6。
本實(shí)用新型通過(guò)更換光纖探頭1外表面的高聚物涂層，可用于檢測(cè)不同的氣體種類(lèi)，主要有燃油、柴油、酒精、甲烷等碳?xì)浠衔?。同時(shí)通過(guò)變送器的控制板上設(shè)有的專(zhuān)用軟件，使本實(shí)用新型具有零點(diǎn)溫漂自動(dòng)補(bǔ)償功能和溫度、濕度線性自動(dòng)修正功能。
本實(shí)用新型具有針對(duì)性強(qiáng)，可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、時(shí)間響應(yīng)塊，可恢復(fù)性好，可對(duì)石油基地、煉油廠、加油站等具有爆炸危險(xiǎn)的地上地下儲(chǔ)油罐油類(lèi)泄漏進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的探測(cè)。本實(shí)用新型在安全監(jiān)測(cè)、環(huán)保分析、搶險(xiǎn)救援等領(lǐng)域的處置技術(shù)和裝備方面取得突破性進(jìn)展，有效減少事故隱患，預(yù)防和控制重特大事故發(fā)生。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為光纖探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為光纖探頭，2為保護(hù)管，3為小孔，4為塑料軟管，5為傳輸光纖，6為控制板，7為液晶顯示板，8為液晶顯示模塊，9為按鍵，10為防爆盒，11為接線板，12為發(fā)光管，13為光纖傳感頭，14為接收管，15為變送器。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
實(shí)施例1，本實(shí)施例主要用于檢測(cè)燃油。按圖1-圖3所示方式連接下列各部件，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均能順利實(shí)施。光纖由光纖探頭1和傳輸光纖5組成，傳輸光纖5外套有塑料軟管4，光纖探頭1涂有高聚物涂層，高聚物涂層采用一種特殊的酚醛樹(shù)脂聚合物，當(dāng)它接觸到碳?xì)浠衔?、醇?lèi)等分子后，就會(huì)產(chǎn)生像膨脹一樣的形狀改變，而且膨脹的程度隨這些分子的濃度變化，從而使這種材料的折射率發(fā)生改變。光纖探頭1外設(shè)有鋁制保護(hù)管2，保護(hù)管2上鉆有小孔3，保護(hù)管2和塑料軟管4緊密連接；光纖的一端連接發(fā)光管12，另一端連接接收管14，發(fā)光管12型號(hào)為L(zhǎng)SF811E2，接收管14型號(hào)為HPI-6FH，光纖與發(fā)光管12和接收管14之間采用接插件連接，使其接觸端面平整、光滑，且光纖與發(fā)光管12和接收管14正好接觸無(wú)擠壓力；變送器15由防爆盒10和位于防爆盒內(nèi)的液晶顯示板7、控制板6、接線板11三塊電路板組成，防爆盒型號(hào)為BP37，三塊電路板分別位于防爆盒10的上端、中端和底部，上端為液晶顯示板7，中端為控制板6，底部為接線板11，液晶顯示板7上設(shè)有液晶顯示模塊8和三個(gè)按鍵9，液晶顯示模塊8的型號(hào)為SMS0401，可顯示氣體濃度范圍為0～100％LEL，三個(gè)按鍵9分別為功能鍵、增加鍵、減小鍵，通過(guò)功能鍵可選擇不同的顯示內(nèi)容(LEL或mV采樣值或報(bào)警設(shè)定)，增加鍵和減少鍵用來(lái)調(diào)節(jié)報(bào)警設(shè)定值的大小。接線板11上設(shè)有發(fā)光管12和接收管14的連接孔，發(fā)光管12和接收管14分別通過(guò)引線連接接線板11上相應(yīng)的連接。
權(quán)利要求1.一種基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器，由變送器(15)和傳感頭(13)連接組成，其特征在于傳感頭(13)由光纖、保護(hù)管(2)、軟管(4)、發(fā)光管(12)、接收管(14)組成，光纖呈U形結(jié)構(gòu)，由光纖探頭(1)和傳輸光纖(5)兩部分組成，光纖的兩端分別連接發(fā)光管(12)和接收管(14)，保護(hù)管(2)套于光纖下部的光纖探頭(1)外，軟管(4)套于傳輸光纖(5)外，軟管(4)的一端連接保護(hù)管(2)，另一端連接變送器(15)；變送器(15)由防爆盒(10)和位于防爆盒內(nèi)的液晶顯示板(7)、控制板(6)、接線板(11)組成，液晶顯示板(7)上設(shè)有液晶顯示模塊(8)和按鍵(9)，接線板(11)上設(shè)有發(fā)光管(12)、接收管(14)的插孔，液晶顯示板(7)通過(guò)插針連接控制板(6)，控制板(6)通過(guò)插針連接接線板(11)；發(fā)光管(12)、接收管(14)分別通過(guò)引線與接線板(11)上的發(fā)光管(12)、接收管(14)的插孔連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器，其特征在于光纖探頭(1)外表面涂有高聚物涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器，其特征在于保護(hù)管(2)采用鋁制保護(hù)管，保護(hù)管(2)上設(shè)有小孔(3)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于可燃?xì)怏w報(bào)警領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖原理的用于燃油泄漏檢測(cè)的傳感器，本實(shí)用新型以光纖作為光路傳輸媒質(zhì)，由光纖探頭、光纖、發(fā)光管、接收管、變送器組成。光纖分別連接發(fā)光管、接收管；變送器由防爆盒和液晶顯示板、控制板、接線板組成，發(fā)光管、接收管分別通過(guò)引線與接線板上的發(fā)光管、接收管的插孔連接。本實(shí)用新型通過(guò)比較光纖接收管端光強(qiáng)度的變化，就可以判別是否有待測(cè)物質(zhì)的存在及量的大小，也就可以判別是否存在燃油泄漏現(xiàn)象。本實(shí)用新型具有針對(duì)性強(qiáng)，可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、時(shí)間響應(yīng)塊，可恢復(fù)性好，可對(duì)石油基地、煉油廠、加油站等具有爆炸危險(xiǎn)的地上地下儲(chǔ)油罐油類(lèi)泄漏進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的探測(cè)。
文檔編號(hào)G01M3/00GK2898800SQ200620041878
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者張振偉, 梁傳信, 瞿志剛, 李建中, 李瑜璋, 徐琰, 吳海生 申請(qǐng)人:公安部上海消防研究所