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一种急冷换热器预应力伸长的FBG 温度监测装置

阅读：865发布：2023-01-03

专利汇可以提供一种急冷换热器预应力伸长的FBG 温度监测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种急冷换热器预应力伸长的FBG 温度监测装置，包括温度光纤光栅本体和光纤光栅输入管，所述温度光纤光栅本体的左端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输入管，所述光纤光栅输入管通过一体成型连接于温度光纤光栅本体的左端端面处，所述光纤光栅输入管的内部设置有光纤光栅输入线材，所述光纤光栅输入线材的右端连接于温度光纤光栅本体的左端端面中心处，所述光纤光栅输入线材的右端自温度光纤光栅本体的左端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体的内部，传统电磁传感器使用时每隔一定的时间需要人工再标定，光纤传感器出厂后无需二次标定，重复使用性强，勇士光电为隔离状，使用时更加安全。，下面是一种急冷换热器预应力伸长的FBG 温度监测装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种急冷换热器预应力伸长的FBG 温度监测装置，包括温度光纤光栅本体(4)和光纤光栅输入管(3)，其特征在于：所述温度光纤光栅本体(4)的左端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输入管(3)，所述光纤光栅输入管(3)通过一体成型连接于温度光纤光栅本体(4)的左端端面处，所述光纤光栅输入管(3)的内部设置有光纤光栅输入线材(2)，所述光纤光栅输入线材(2)的右端连接于温度光纤光栅本体(4)的左端端面中心处，所述光纤光栅输入线材(2)的右端自温度光纤光栅本体(4)的左端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体(4)的内部，所述光纤光栅输入线材(2)的左端设置有光纤光栅输入插接端(1)，所述光纤光栅输入插接端(1)的右端端面中心处贯穿连接有光纤光栅输入线材(2)的左端，所述温度光纤光栅本体(4)的右端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输出管(6)，所述光纤光栅输出管(6)通过一体成型连接于温度光纤光栅本体(4)的右端端面处，所述光纤光栅输出管(6)的内部设置有光纤光栅输出线材(7)，所述光纤光栅输出线材(7)的左端连接于温度光纤光栅本体(4)的右端端面中心处，所述光纤光栅输出线材(7)的左端自温度光纤光栅本体(4)的右端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体(4)的内部，所述光纤光栅输出线材(7)的右端设置有光纤光栅输出插接端(8)，所述光纤光栅输出插接端(8)的左端端面中心处贯穿连接有光纤光栅输出线材(7)的右端，所述光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)的横向柱形外表面处设置有光纤光栅定位套(5)，所述光纤光栅定位套(5)套接于光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述温度光纤光栅本体(4)包括保护层(41)、包层(42)、纤芯(43)和温度光纤布拉格光栅(44)，所述光纤光栅输入线材(2)的右端连接于纤芯(43)的左端，所述纤芯(43)的右端连接于光纤光栅输出线材(7)的左端，所述纤芯(43)的横向柱形外表面在位于外侧位置处设置有包层(42)，所述包层(42)套接纤芯(43)，所述纤芯(43)和包层(42)之间在位于纤芯(43)的横向柱形外表面处设置有温度光纤布拉格光栅(44)，所述温度光纤布拉格光栅(44)套接于纤芯(43)的外侧，所述包层(42)的横向柱形外表面在位于外侧位置处设置有保护层(41)，所述保护层(41)套接包层(42)。
3.根据权利要求2所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述纤芯(43)的左右两端必须无缝连接于光纤光栅输入线材(2)和光纤光栅输出线材(7)内部的芯体，所述光纤光栅输入线材(2)和光纤光栅输出线材(7)内部的芯体材质规格均一致。
4.根据权利要求1所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述光纤光栅定位套(5)包括定位螺栓(51)、定位套管(52)、保护软垫层(53)和固定底板(54)，所述光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)的横向柱形外表面处设置有定位套管(52)，所述定位套管(52)的内壁处通过粘胶连接有保护软垫层(53)，所述保护软垫层(53)与光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)的柱形外表面呈相贴设置，所述定位套管(52)的底侧通过焊接固定连接有固定底板(54)，所述固定底板(54)的顶端在位于定位套管(52)的前后两侧贯穿插接有定位螺栓(51)，所述定位螺栓(51)可在力的作用下对固定底板(54)进行栓接固定。
5.根据权利要求1所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述光纤光栅输入线材(2)和光纤光栅输出线材(7)的长度并非固定值，所述光纤光栅输入线材(2)和光纤光栅输出线材(7)的长度可根据实际使用需求进行延长或缩减。
6.根据权利要求1所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)的内壁与光纤光栅输入线材(2)和光纤光栅输出线材(7)的外壁呈相贴合设置，所述光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)在限度范围内不会在力的作用下出现形状的改变。
7.根据权利要求1所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述光纤光栅定位套(5)共设置有两组，所述光纤光栅定位套(5)的大小、规格尺寸均一致，所述光纤光栅定位套(5)的内壁必须与光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)的外壁呈紧密相贴合设置，所述光纤光栅输入管(3)和光纤光栅输出管(6)不可相对于光纤光栅定位套(5)进行左右移动。
8.根据权利要求1所述的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，其特征在于：所述光纤光栅输入插接端(1)和光纤光栅输出插接端(8)的规格材质均一致，所述光纤光栅输入插接端(1)和光纤光栅输出插接端(8)需插接至温度仪中方可对温度进行测量。

说明书全文

一种急冷换热器预应力伸长的FBG 温度监测装置

技术领域

[0001] 本发明属于石化设备相关技术领域，具体涉及一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置。

背景技术

[0002] 在急冷换热器预应力伸长时，通过局部加热或火焰枪加热，加热过程中温度的实时在线监测可确保预应力伸长的精度，目前有厂家通过布置传统温度传感器来实现该功能。

[0003] 现有的温度监测装置技术存在以下问题：目前传感技术的传感灵敏度不高,而且不可以在高电压、大噪声、高温、强腐蚀性等很多特殊环境下进行正常工作,且灵敏度较为低下、抗电磁干扰能力弱、耐腐蚀、耐高温高压、电绝缘性一般，不可直接与计算机进行连接。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，以解决上述背景技术中提出的目前传感技术的传感灵敏度不高,而且不可以在高电压、大噪声、高温、强腐蚀性等很多特殊环境下进行正常工作,且灵敏度较为低下、抗电磁干扰能力弱、耐腐蚀、耐高温高压、电绝缘性一般，不可直接与计算机进行连接的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括温度光纤光栅本体和光纤光栅输入管，所述温度光纤光栅本体的左端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输入管，所述光纤光栅输入管通过一体成型连接于温度光纤光栅本体的左端端面处，所述光纤光栅输入管的内部设置有光纤光栅输入线材，所述光纤光栅输入线材的右端连接于温度光纤光栅本体的左端端面中心处，所述光纤光栅输入线材的右端自温度光纤光栅本体的左端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体的内部，所述光纤光栅输入线材的左端设置有光纤光栅输入插接端，所述光纤光栅输入插接端的右端端面中心处贯穿连接有光纤光栅输入线材的左端，所述温度光纤光栅本体的右端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输出管，所述光纤光栅输出管通过一体成型连接于温度光纤光栅本体的右端端面处，所述光纤光栅输出管的内部设置有光纤光栅输出线材，所述光纤光栅输出线材的左端连接于温度光纤光栅本体的右端端面中心处，所述光纤光栅输出线材的左端自温度光纤光栅本体的右端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体的内部，所述光纤光栅输出线材的右端设置有光纤光栅输出插接端，所述光纤光栅输出插接端的左端端面中心处贯穿连接有光纤光栅输出线材的右端，所述光纤光栅输入管和光纤光栅输出管的横向柱形外表面处设置有光纤光栅定位套，所述光纤光栅定位套套接于光纤光栅输入管和光纤光栅输出管的外侧。

[0007] 优选的，所述温度光纤光栅本体包括保护层、包层、纤芯和温度光纤布拉格光栅，所述光纤光栅输入线材的右端连接于纤芯的左端，所述纤芯的右端连接于光纤光栅输出线材的左端，所述纤芯的横向柱形外表面在位于外侧位置处设置有包层，所述包层套接纤芯，所述纤芯和包层之间在位于纤芯的横向柱形外表面处设置有温度光纤布拉格光栅，所述温度光纤布拉格光栅套接于纤芯的外侧，所述包层的横向柱形外表面在位于外侧位置处设置有保护层，所述保护层套接包层。

[0008] 优选的，所述纤芯的左右两端必须无缝连接于光纤光栅输入线材和光纤光栅输出线材内部的芯体，所述光纤光栅输入线材和光纤光栅输出线材内部的芯体材质规格均一致。

[0009] 优选的，所述光纤光栅定位套包括定位螺栓、定位套管、保护软垫层和固定底板，所述光纤光栅输入管和光纤光栅输出管的横向柱形外表面处设置有定位套管，所述定位套管的内壁处通过粘胶连接有保护软垫层，所述保护软垫层与光纤光栅输入管和光纤光栅输出管的柱形外表面呈相贴设置，所述定位套管的底侧通过焊接固定连接有固定底板，所述固定底板的顶端在位于定位套管的前后两侧贯穿插接有定位螺栓，所述定位螺栓可在力的作用下对固定底板进行栓接固定。

[0010] 优选的，所述光纤光栅输入线材和光纤光栅输出线材的长度并非固定值，所述光纤光栅输入线材和光纤光栅输出线材的长度可根据实际使用需求进行延长或缩减。

[0011] 优选的，所述光纤光栅输入管和光纤光栅输出管的内壁与光纤光栅输入线材和光纤光栅输出线材的外壁呈相贴合设置，所述光纤光栅输入管和光纤光栅输出管在限度范围内不会在力的作用下出现形状的改变。

[0012] 优选的，所述光纤光栅定位套共设置有两组，所述光纤光栅定位套的大小、规格尺寸均一致，所述光纤光栅定位套的内壁必须与光纤光栅输入管和光纤光栅输出管的外壁呈紧密相贴合设置，所述光纤光栅输入管和光纤光栅输出管不可相对于光纤光栅定位套进行左右移动。

[0013] 优选的，所述光纤光栅输入插接端和光纤光栅输出插接端的规格材质均一致，所述光纤光栅输入插接端和光纤光栅输出插接端需插接至温度仪中方可对温度进行测量。

[0014] 与现有技术相比，本发明提供了一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，具备以下有益效果：

[0015] 1.该光纤光栅传感器体积小、重量轻，可设计为多种模式的封装，安装位置多样，例如设计为细长型，可将传感器安装在狭小的缝隙中进行固定，且该传感器抗电磁干扰能力强，相比传统电磁式传感器，更适用电磁环境较恶劣的场合。

[0016] 2.波峰复用技术，可以让多个传感器信号从同一根光纤上传输，大大减少了信号传输线的占用，并且光信号在光纤中传输损耗极小，可大大增加传感器与终端之间的距离，传感器零漂移，传统电磁传感器使用时每隔一定的时间需要人工再标定，光纤传感器出厂后无需二次标定，重复使用性强，勇士光电为隔离状，使用时更加安全。附图说明

[0017] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

[0018] 图1为本发明提出的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置的整体结构示意图；

[0019] 图2为本发明提出的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置中光线光栅本体的结构示意图；

[0020] 图3为本发明提出的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置中光线光栅的内部剖面结构示意图；

[0021] 图4为本发明提出的一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置的定位套的侧视结构示意图；

[0022] 图中：1、光纤光栅输入插接端；2、光纤光栅输入线材；3、光纤光栅输入管；4、温度光纤光栅本体；5、光纤光栅定位套；6、光纤光栅输出管；7、光纤光栅输出线材；8、光纤光栅输出插接端；41、保护层；42、包层；43、纤芯；43、温度光纤布拉格光栅；51、定位螺栓；52、定位套管；53、保护软垫层；54、固定底板。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 请参阅图1-4，本发明提供一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置技术方案：

[0025] 一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括温度光纤光栅本体4和光纤光栅输入管3，温度光纤光栅本体4的左端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输入管3，光纤光栅输入管3通过一体成型连接于温度光纤光栅本体4的左端端面处，光纤光栅输入管3的内部设置有光纤光栅输入线材2，光纤光栅输入线材2的右端连接于温度光纤光栅本体4的左端端面中心处，光纤光栅输入线材2的右端自温度光纤光栅本体4的左端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体4的内部，光纤光栅输入线材2的左端设置有光纤光栅输入插接端1，光纤光栅输入插接端1的右端端面中心处贯穿连接有光纤光栅输入线材2的左端，温度光纤光栅本体4的右端端面在位于端面中部位置处设置有光纤光栅输出管6，光纤光栅输出管6通过一体成型连接于温度光纤光栅本体4的右端端面处，光纤光栅输出管6的内部设置有光纤光栅输出线材7，光纤光栅输出线材7的左端连接于温度光纤光栅本体4的右端端面中心处，光纤光栅输出线材7的左端自温度光纤光栅本体4的右端端面中心处贯穿至温度光纤光栅本体4的内部，光纤光栅输出线材7的右端设置有光纤光栅输出插接端8，光纤光栅输出插接端8的左端端面中心处贯穿连接有光纤光栅输出线材7的右端，光纤光栅输入插接端1和光纤光栅输出插接端8的规格材质均一致，光纤光栅输入插接端1和光纤光栅输出插接端8需插接至温度仪中方可对温度进行测量。

[0026] 一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7的长度并非固定值，光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7的长度可根据实际使用需求进行延长或缩减，光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6的内壁与光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7的外壁呈相贴合设置，光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6在限度范围内不会在力的作用下出现形状的改变。

[0027] 一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6的横向柱形外表面处设置有光纤光栅定位套5，光纤光栅定位套5共设置有两组，光纤光栅定位套5的大小、规格尺寸均一致，光纤光栅定位套5的内壁必须与光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6的外壁呈紧密相贴合设置，光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6不可相对于光纤光栅定位套5进行左右移动。

[0028] 一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括光纤光栅定位套5套接于光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6的外侧，光纤光栅定位套5包括定位螺栓51、定位套管52、保护软垫层53和固定底板54，光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6的横向柱形外表面处设置有定位套管52，定位套管52的内壁处通过粘胶连接有保护软垫层53，保护软垫层53与光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6的柱形外表面呈相贴设置，定位套管52的底侧通过焊接固定连接有固定底板54，固定底板54的顶端在位于定位套管52的前后两侧贯穿插接有定位螺栓51，定位螺栓51可在力的作用下对固定底板54进行栓接固定。

[0029] 一种急冷换热器预应力伸长的FBG温度监测装置，包括温度光纤光栅本体4包括保护层41、包层42、纤芯43和温度光纤布拉格光栅44，光纤光栅输入线材2的右端连接于纤芯43的左端，纤芯43的右端连接于光纤光栅输出线材7的左端，纤芯43的横向柱形外表面在位于外侧位置处设置有包层42，包层42套接纤芯43，纤芯43和包层42之间在位于纤芯43的横向柱形外表面处设置有温度光纤布拉格光栅44，温度光纤布拉格光栅44套接于纤芯43的外侧，包层42的横向柱形外表面在位于外侧位置处设置有保护层41，保护层41套接包层42，纤芯43的左右两端必须无缝连接于光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7内部的芯体，光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7内部的芯体材质规格均一致。

[0030] 本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，在使用的过程中，将保护层41、包层42、纤芯43和温度光纤布拉格光栅44组成的温度光纤光栅本体4的两端，与光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7进行无损连接，连接后，将温度光纤光栅本体4的两端，在位于光纤光栅输入线材2和光纤光栅输出线材7外侧处的光纤光栅输入管3和光纤光栅输出管6，通过定位螺栓51、定位套管52、保护软垫层53和固定底板54组成的光纤光栅定位套5进行固定，固定后，将光纤光栅输入插接端1和光纤光栅输出插接端8插接至特定设备中，即可进行相应的监测作业，监测时，通过特定公式(λB＝2neffΛ)来进行计算，(其中λB是被反射的波长，neff是光纤光栅的有效折射率，Λ为光栅周期)，通过拉伸和压缩光纤光栅，或者改变温度可以达到改变光纤光栅的周期和有效折射率从而达到改变光纤光栅的反射波长的目的，光纤光栅的中心波长和应变、温度成线性关系，通过相关线性关系可将光纤光栅制作成应变、温度、压力、加速度等多种传感器来用于监测。

[0031] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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