一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计，属于光电子测量【技术领域】。本实用新型包括测温装置、气体燃烧装置和隔爆装置；所述测温装置包括光纤Bragg光栅、圆柱形导热壁、光纤引出线，其中光纤Bragg光栅通过保护套管封装成为光纤测温触头，光纤测温触头粘贴在圆柱形导热壁已固定半径处开好的内孔中；所述气体燃烧装置包括催化剂层、加热电阻镀膜层、加热源引线、电极，其中催化剂层敷在加热电阻镀膜层的外表面，加热电阻镀膜层位于导热壁外表面；所述隔爆装置包括隔爆罩、底座，其中隔爆罩将嵌入在底座上的测温装置与气体燃烧装置罩起来。本实用新型结构简单、使用方便；同时抗干扰能力强。
【专利说明】一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计，属于光电子测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在易燃易爆气体环境中，气体检测传感器占据着重要地位，可燃气体浓度的超标对工作人员的人身安全和安全生产产生严重影响。长期研究表明，气体浓度传感器的实时监测在很大程度上决定了安全生产的运行可靠性。气体传感器不能及时的反应环境中可燃气体的浓度或者损坏都会使得安全的不到保障，由于可燃气体浓度超标而引发的恶性事故在国内外都屡有发生。
[0003]对可燃气体的检测一般使用催化燃烧式传感器，它可以看成是一个小型化的热量计，它的检测原理在几十年内没有大的变化。催化燃烧式传感器属于高温传感器，是利用催化燃烧产生的热效应原理。它的内部结构是检测元件和补偿元件配对组成测量电桥，如果可燃气体存在时，可燃气体在检测元件载体表面和催化剂的共同作用下发生无焰燃烧，载体温度就相应升高，从而通过它内部的钼电阻阻值也会发生相应改变，而补偿元件温度不变，则电桥就失去了平衡，由电路测出电阻的变化，并输出一个与可燃气体浓度成正比的电压信号。所以，只要能测量检测元件阻值大小，就可以计算出待测气体的浓度。在整个测量过程中，催化剂是不被消耗的，即使在待测气体浓度远远低于LEL时，也会在这个电桥上发生催化燃烧反应。但是该方法中使用的均为电信号，易受电磁干扰的影响。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计，以用于解决高温引燃环境中可燃气体存在安全隐患的问题及易受电磁干扰的影响的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计，包括测温装置、气体燃烧装置和隔爆装置；所述测温装置包括光纤Bragg光栅1、圆柱形导热壁7、光纤引出线9，其中光纤Bragg光栅I通过保护套管封装成为光纤测温触头，光纤测温触头粘贴在圆柱形导热壁7已固定半径处开好的内孔中，光纤引出线9通过位于隔爆装置底座6上的引出孔引出；所述气体燃烧装置包括催化剂层3、加热电阻镀膜层4、加热源引线5、电极8，其中催化剂层3敷在加热电阻镀膜层4的外表面，加热电阻镀膜层4位于圆柱形导热壁7外表面，从电极8引出的加热源引线5与外部电源连接；所述隔爆装置包括隔爆罩2、底座6，其中隔爆罩2将嵌入在底座6上的测温装置与气体燃烧装置罩起来。
[0006]所述圆柱形导热壁7与光纤引出线9的交接处通过环氧树脂进行密封。
[0007]本实用新型的工作原理是:
[0008]将光纤Bragg光栅I经过保护套管封装后成为光纤测温触头，将光纤测温出头粘贴在圆柱导热壁7已开好的内孔中，并在圆柱的外表面敷上加热电阻镀膜层4，在加热电阻镀膜层4的外表面敷上催化剂层3，将加热源引线5接于外部电源。开启外部电源后，加热电阻镀膜层4加热，为可燃气体的燃烧提供引燃温度。
[0009]不同浓度的气体燃烧时所产生的热量不同，测温装置中的圆柱形导热壁7在不同的厚度下将产生不同的温度分布，不同的温度能引起测温光纤Bragg光栅I的波长产生不同的偏移量，通过对测温光纤Bragg光栅I的波长偏移量的测量可以实现对待测可燃气体浓度的测量。
[0010]本实用新型的数学模型分析如下:
[0011]圆柱壁外表面的温度增量(加热电阻膜的温度增量)Δ t与气体燃烧的发热量成正比，即
【权利要求】
1.一种基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计，其特征在于:包括测温装置、气体燃烧装置和隔爆装置；所述测温装置包括光纤Bragg光栅(I )、圆柱形导热壁(7)、光纤引出线(9)，其中光纤Bragg光栅(I)通过保护套管封装成为光纤测温触头，光纤测温触头粘贴在圆柱形导热壁(7)已固定半径处开好的内孔中，光纤引出线(9)通过位于隔爆装置底座(6)上的引出孔引出；所述气体燃烧装置包括催化剂层(3)、加热电阻镀膜层(4)、加热源引线(5)、电极(8)，其中催化剂层(3)敷在加热电阻镀膜层(4)的外表面，加热电阻镀膜层(4)位于圆柱形导热壁(7)外表面，从电极(8)引出的加热源引线(5)与外部电源连接；所述隔爆装置包括隔爆罩(2)、底座(6)，其中隔爆罩(2)将嵌入在底座(6)上的测温装置与气体燃烧装置罩起来。
2.根据权利要求1所述的基于光纤Bragg光栅的催化燃烧式气体浓度计，其特征在于:所述圆柱形导热壁(7)与光纤引出线(9)的交接处通过环氧树脂进行密封。
【文档编号】G01N25/22GK203587537SQ201320730183
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】李川, 杨彤瑶, 李英娜, 谢涛, 赵振刚 申请人:昆明理工大学
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