一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計及其使用方法，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括測溫裝置、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。本發(fā)明實現(xiàn)了對可燃氣體環(huán)境中特定氣體的濃度檢測，同時抗干擾能力強。
【專利說明】—種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計及其使用方法，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對工作人員的人身安全和安全生產(chǎn)產(chǎn)生嚴重影響。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]本發(fā)明提供了一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計及其使用方法，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]本發(fā)明的技術(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]—種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計的使用方法，所述方法的具體步驟如下:
A、將催化燃燒式氣體濃度計置于帶有可燃氣體的環(huán)境中且將加熱電阻鍍膜層通入一定的電流使加熱電阻鍍膜層達到氣體的引燃溫度，氣體通過隔爆罩遇到加熱電阻鍍膜層上的催化劑層時進行無焰燃燒；
B、通過光纖Bragg光柵解調(diào)儀分析得到測溫光纖Bragg光柵的中心波長的偏移量 ；
C、根據(jù)光纖Bragg光柵的波長偏移量AJs與氣體環(huán)境中待測可燃氣體百分含量C的關(guān)
系式
【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。
3.一種基于光纖Bragg光柵的催化燃燒式氣體濃度計的使用方法，其特征在于:所述方法的具體步驟如下: A、將催化燃燒式氣體濃度計置于帶有可燃氣體的環(huán)境中且將加熱電阻鍍膜層通入一定的電流使加熱電阻鍍膜層達到氣體的引燃溫度，氣體通過隔爆罩遇到加熱電阻鍍膜層上的催化劑層時進行無焰燃燒； B、通過光纖Bragg光柵解調(diào)儀分析得到測溫光纖Bragg光柵的中心波長的偏移量Ub ； C、根據(jù)光纖Bragg光柵的波長偏移量與氣體環(huán)境中待測可燃氣體百分含量C的關(guān)系式
【文檔編號】G01N25/22GK103616408SQ201310579431
【公開日】2014年3月5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