CN117705665B - 捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头、测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头、测量装置及测量方法。捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头包括探头本体和环状气流挡板；探头本体的中部区域开设有多个测量通孔，多个所述测量通孔以所述探头本体的轴线为圆心环形均匀分布，且所述测量通孔沿着所述轴线方向的长度小于垂直所述轴线方向的长度；环状气流挡板安装在所述探头本体外侧壁，且覆盖在多个所述测量通孔上。本发明通过环状气流挡板的设置，其外侧壁能够抵挡高速气流的直接冲击，同时环状气流挡板上形成有气流通道，通过气流通道内壁进一步减缓高速气流对光纤探头内部的冲击，从而使得通过测量通孔的气溶胶粉体气流能够以较小的速度和平稳的层流状态流动，减小对光纤探头内部的沾染。

Description

捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头、测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及气固两相流检测技术领域，特别是涉及捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头、测量装置及测量方法。

背景技术

高浓度粉体的喷射过程是一种典型的气固两相流的射流过程。典型的高浓度粉体喷射过程主要有气固流化床，粉末管道高速输运，粉体灭火剂喷射灭火等。以粉体灭火剂喷射过程为例，粉体灭火剂存储在灭火瓶中在加压惰性气体的作用下，喷射至火焰上发生物理化学作用实现灭火。在惰性气体的驱动下颗粒物在较高的初速度下从喷嘴喷出，扩散，运移。最终在气体阻力的作用下，颗粒速度降低从而沉降。喷射而出的粉体灭火剂浓度对于评估固定式灭火系统，便携式灭火瓶的充装条件，以及粉体的灭火剂效能极为重要。但是较高速度的稠密相粉体颗粒对传感器的冲击，使得粉体颗粒四处飞散，形成乱流，极易造成传感器内部的沾染，进而对测量信号造成影响，难以实现气固两相流射流过程的原位测量。现有技术中，针对气固两相流的射流过程，固相浓度变化的测量极具挑战。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中对较高速度的稠密相粉体颗粒进行浓度测量不够准确的问题，提供一种捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头、测量装置及测量方法。

一种捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，包括：

探头本体，其中部区域开设有多个测量通孔，多个所述测量通孔以所述探头本体的轴线为圆心环形均匀分布，且所述测量通孔沿着所述探头本体的轴线方向的长度，小于垂直所述探头本体的轴线方向的长度；以及

环状气流挡板，其安装在所述探头本体外侧壁，且覆盖在多个所述测量通孔上，所述环状气流挡板包括：

两个内嵌环，其沿所述探头本体的轴线平行设置，且均套设在所述探头本体的外侧壁形成台阶，所述测量通孔位于两个所述内嵌环之间；

多个连接筋板，以所述探头本体的轴线为圆心环形均匀分布，多个所述连接筋板的其中一侧均与所述内嵌环的外侧壁固定连接；

两个外嵌环，其分别套设在两个内嵌环的外部，且同心设置，所述外嵌环的内侧壁与所述连接筋板远离内嵌环的一侧固定连接，所述外嵌环、内嵌环和多个连接筋板之间形成多个进气槽；以及

外护套，其内壁与所述外嵌环的外侧壁固定连接，且所述外护套的宽度大于等于两个所述内嵌环之间距离的3倍，其用于抵挡高速气流的直接冲击，所述外护套、两个外嵌环和两个内嵌环之间形成减压腔，所述进气槽和减压腔相连通共同形成与所述测量通孔相连通的气流通道，其用于减少高速气流对光纤探头内部的冲击。

作为优选实例，所述外护套的内径大于等于所述内嵌环内径的1.5倍。

作为优选实例，所述内嵌环的内径与所述探头本体的外径尺寸相同。

作为优选实例，所述环状气流挡板为树脂材质。

作为优选实例，所述探头本体包括反射结构件、测量结构件和前端光纤过渡件，所述反射结构件和前端光纤过渡件分别安装在所述测量结构件的两端。

作为优选实例，所述测量结构件为圆柱套筒式结构，其两端均设置有内螺纹；

所述反射结构件包括凹面反射镜和镜座，所述镜座与所述测量结构件的其中一端通过内螺纹准直连接，所述凹面反射镜与所述镜座的内壁同心固定连接；

所述前端光纤过渡件与所述测量结构件的另一端通过内螺纹准直连接。

本发明还提供了一种捕获射流颗粒浓度变化的测量装置，包括如上所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，还包括Y型光纤和测量控制器；所述Y型光纤的一端与所述光纤探头连接，另一端与所述测量控制器连接。

作为优选实例，所述Y型光纤包括多个发射光纤和多个接收光纤，多个所述发射光纤聚集在中间，多个所述接收光纤均匀分布设置在所述接收光纤的外围。

本发明还提供了一种捕获射流颗粒浓度变化的测量方法，其使用了如上所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，包括以下步骤：

S1、稳态环境下的标定；首先将所述探头本体放置在气溶胶稳态环境中进行标定，选择浓度变化对应一致的区域进行数据拟合得到浓度变化与探测光强信号的关系作为标定关系曲线进行存储；

S2、所述探头本体的调整；将所述探头本体放置在实际场景中测量，得到其所测量的最高喷射浓度，同时确定所述探头本体的沾染程度，若未发生粉尘沾染现象，则所述探头本体直接进行应用，进入S3，若发生粉尘沾染现象，则所述探头本体先进行防护处理设置，然后再进入S3；

S3、浓度变化的采集；将所述光纤探头放置在气固两相流喷射的实际场景中开展浓度测试，通过存储的所述标定关系曲线，将在测量过程中得到的光强信号进行反演得到实际情况下的浓度值。

作为优选实例，在S2中，所述防护处理设置的方法包括以下步骤：

S210、将环状气流挡板套设在所述探头本体上，其中，环状气流挡板的外护套为任意宽度；

S220、开展喷射测量实验，获得喷射过程中所述探头本体测得的最高浓度和所述探头本体的粉尘沾染程度；

S230、判断所述探头本体测得的最高浓度是否达到喷射测量实验的最高浓度，且判断所述探头本体的粉尘沾染程度是否达到阈值；

S240、如果达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度达到阈值，则增加所述外护套的宽度并重复进行S220；

S250、如果未达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度未达到阈值，则减低所述外护套的宽度，并重复进行S220；

S260、如果未达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度达到阈值，则对喷射测量实验的条件及状况进行检查，并重复进行S220；

S270、如果达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度未达到阈值，则固定好所述探头本体和所述环状气流挡板，完成防护处理设置。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过环状气流挡板的设置，其外护套与内嵌环之间的比例设置，使得外护套能够抵挡高速气流的直接冲击，由于粉体的沾染特性在外护套外侧壁面上形成沾染和堆积，随着沾染堆积层厚度的增加，粉体沾染效果降低同时部分发生撞击后，发生动量损失，粉体颗粒在外部气流的曳力携带作用下通过进气槽进入探头测量空间，使得分体颗粒进入光纤探头测量空间内速度较低且流动轨迹较为平稳。

2、本发明通过外嵌环、内嵌环和多个连接筋板之间形成多个进气槽，外护套、两个外嵌环和两个内嵌环之间形成减压腔。进入其中的气流受其限制，造成动量损失，从而减小进入光纤测量空间内的气流速度，使得携带进入测量空间内的粉体颗粒流动进一步平缓，减小对光纤探头内部的沾染。

附图说明

图1为光纤探头的立体示意图；

图2光纤探头的内部结构示意图；

图3为环状气流挡板的立体示意图；

图4为环状气流挡板的正面结构示意图；

图5为图4中A-A向的截面示意图；

图6为环状气流挡板的作用原理图；

图7为Y型光纤的内部纤芯分布示意图；

图8为测量装置的连接示意图；

图9为测量方法的流程示意图；

图10为防护处理设置的流程示意图；

图11为使用本发明和现有探头在喷射场景下测量的示意图和浓度变化曲线图。

图中：1-光纤探头、11-反射结构件、111-凹面反射镜、112-镜座、12-测量结构件、121-测量通孔、13-前端光纤过渡件、14-环状气流挡板、141-内嵌环、142-连接筋板、143-外护套、144-外嵌环、145-进气槽、146-减压腔、2-Y型光纤、3-测量控制器、21-发射光纤、22-接收光纤、23-测量光纤。

具体实施方式

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。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1和图2，本发明提供了一种捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其包括探头本体和环状气流挡板14。本实施例中，该探头本体包括反射结构件11、测量结构件12和前端光纤过渡件13。其中，反射结构件11则包括镜座112和安装在镜座112上，且与镜座112同心固定连接的凹面反射镜111。同时镜座112与测量结构件12的其中一端通过螺纹进行准直连接，凹面反射镜111位于镜座112和测量机构件的内部。在某些实施例中，凹面反射镜111上可以涂上纳米材料涂层，具有增透，疏水，防静电沾染等作用。本实施例中的测量结构件12为圆柱套筒式结构，其两端均设置有内螺纹。其中测量结构件12的中部区域开设有多个用于粉体气溶胶通过的测量通孔121。该测量通孔121的数量设置有2个或4个，沿着测量结构件12的轴线环形均匀分布。并且这些测量通孔121沿着其轴线方向的长度小于垂直其轴线方向的长度，测量通孔121的几何结构整体呈缝隙状或条形槽状。这样设计的目的是为了减少测量通孔121方向以外其他方向速度较大的颗粒进入测量通孔121内，从而造成测量结构件12内部的粉体沾染。前端光纤过渡件13与测量结构件12的另一端也通过螺纹进行准直连接，作为连接测量结构件12与光纤之间的装置，其目的是为了实现光纤探头1与光纤连接的准直性。

环状气流挡板14是本发明的其中一个设计重点。在另一个实施例中，环状气流挡板14套设在测量结构件12的外侧壁，且完全覆盖在多个测量通孔121上。具体地，如图3所示，环状气流挡板14包括两个内嵌环141、多个连接筋板142、两个外嵌环144和一个外护套143。两个内嵌环141沿着测量结构件12的轴线平行设置，且均套设在测量结构件12的外侧壁并在测量通孔121外一旁形成台阶。内嵌环141和测量结构件12之间紧配合，其便于内嵌环141的拆卸安装。同时上述的测量通孔121要正好位于两个安装好的内嵌环141之间。多个连接筋板142作为连接件，其在内嵌环141的外侧壁均匀分布固定。两个外嵌环144则分别同心套设在两个内嵌环141的外部，外嵌环144的内壁通过多个连接筋板142与内嵌环141固定连接。外护套143固定套设在外嵌环144的外侧壁，使得外护套143、外嵌环144和内嵌环141形成一整体。如图4所示，上述结构设计中，外嵌环144、内嵌环141和多个连接筋板142之间形成多个进气槽145，外护套143、两个外嵌环144和两个内嵌环141之间形成减压腔146。多个进气槽145和减压腔146连通，其共同形成与测量通孔121相连通的气流通道。在截面上，气流通道呈L型或T型，如图4中c所表示的气流方向。通过气流通道和测量通孔121外一旁的台阶减缓高速气流对光纤探头1内部的冲击。

另一方面，该环状气流挡板14的尺寸方面也有要求。两个内嵌环141之间的距离与测量通孔121沿测量结构件12的轴向方向的长度相同。外护套143的内径大于等于内嵌环141内径的1.5倍。请参阅图4和图5，图中，a为两个内嵌环141之间的距离，b为外护套143的宽度。外护套143的宽度需大于等于两个内嵌环141之间距离的3倍（即b≥3a）。外护套143的宽度小于该比例时（即b＜3a），将会影响阻挡高速气流使其平缓的效果。环状气流挡板14的作用主要体现在有两个方面，第一个是使得初始具有较高初始速度的粉体颗粒与外护套143发生碰撞造成动量损失，不能直接以较高的初始速度进入光纤测量空间对测量光学窗口造成沾染。第二个作用是通过外嵌环144、内嵌环141和多个连接筋板142之间形成多个进气槽145。外护套143、两个外嵌环144和两个内嵌环141之间形成减压腔效果，减小进入光纤测量空间内的气流速度，使得携带进入测量空间内的粉体颗粒流动较为平缓，减小对光纤探头1内部的沾染。

如图6所示，D为射流场景下的高速气流，外护套143的外侧壁用于抵挡高速气流的直接冲击，其宽度大小与内嵌环141之间的比例影响着对于高速气流的抵挡效果。本实施例中，以b=3a的环状气流挡板14抵挡高速气流的直接冲击进行数值模拟。在光纤探头1前部，高速气流的冲击下喷射颗粒速度高于50m/s，经过环状气流挡板14的作用，具有较高初始速度的粉体颗粒撞击至外护套143外侧壁面上。最先抵达外护套143外侧壁面上的粉体颗粒，由于粉体的沾染特性在外护套143外侧壁面上形成沾染和堆积，随着沾染堆积层厚度的增加，粉体沾染效果降低同时部分发生撞击后，发生动量损失，粉体颗粒在外部气流的曳力携带作用下通过进气槽145进入探头测量空间。由数值模拟结果可以看出，进入光纤探头1测量空间内速度较低且流动轨迹较为平稳。在某些实施例中，反射结构件11、测量结构件12、前端光纤过渡件13采用铝合金材质，并进行磨砂发黑处理。环状气流挡板14采用具有韧性的黑色树脂材料制成。

本发明还提供了一种捕获射流颗粒浓度变化的测量装置，其使用上述实施例中的光纤探头1。如图7和图8所示，该测量装置还包括Y型光纤2和测量控制器3。本实施例中，Y型光纤2包括32个纤芯数量的发射光纤21（如图7中的（e）所示）和32个纤芯数量的接收光纤22（如图7中的（f）所示）。发射光纤21和接收光纤22通过耦合汇聚成为有64个纤芯数量的测量光纤23（如图7中的（g）所示）。该测量光纤23的截面排布为32个发射光纤21聚集在中间，32个接收光纤22均匀分布子发射光纤21的纤芯外围。测量控制器3包括LED光源、光源驱动器、光电探测器、信号处理电路、数据采集卡、温控单元、显示器、光强度调节装置和内置电源，并全部集成在机箱内。上述部件均采购市售的产品，其部件本身的结构和作用在此不做过多赘述。如图8所示，该测量装置的连接方式为：光纤探头1通过螺纹与Y型光纤2的探测光纤连接。发射光纤21与LED光源连接。接收光纤22与光电探测器连接。该测量装置的工作原理如下：光源驱动器驱动LED光源发出可见光为白光的测量光，通过发射光纤21传输进入光纤探头1。在光纤探头1内经过一定浓度的气溶胶粉体发生光强度的衰减，衰减后的测量光经过凹面反射镜111反射汇聚在接收光纤22端面。经过接收光纤22传输，进入光电探测器。光电探测器将光信号转化电信号，通过信号处理电路的滤波和放大处理，最后通过数据采集卡进行数据采集。该测量装置测量的数据，传输至上位机，并在上位机软件中将根据标定函数关系进行反演，最终得到浓度数据。

本发明还提供了一种捕获射流颗粒浓度变化的测量方法，其使用了上述实施例中的光纤探头1和测量装置。如图9所示，该测量方法包括以下步骤：

S1、稳态环境下的标定；首先将探头本体放置在气溶胶稳态环境中进行标定，选择浓度变化对应一致的区域进行数据拟合得到浓度变化与探测光强信号的关系作为标定关系曲线进行存储。

S2、探头本体的调整；将探头本体放置在实际场景中测量，得到其所测量的最高喷射浓度，同时确定探头本体的沾染程度，如果沾染程度大于预先设定的阈值，则称为发生粉尘沾染现象，反之，则称为未发生粉尘沾染现象。若未发生粉尘沾染现象，则探头本体直接进行应用，进入S3，若发生粉尘沾染现象，则所述探头本体先进行防护处理设置，然后再进入S3。

请参照图10，在该步骤中，如果发生粉尘沾染的现象则需要进行防护处理设置，即加装环状气流挡板14，其加装所述环状气流挡板14包括以下步骤：

S210、将环状气流挡板14套设在所述探头本体上，其中，环状气流挡板14的外护套143为任意宽度。

S220、开展喷射测量实验，获得喷射过程中探头本体测得的最高浓度和探头本体的粉尘沾染程度。

S230、判断探头本体测得的最高浓度是否达到喷射测量实验的最高浓度，且判断探头本体的粉尘沾染程度是否达到阈值。

S240、如果达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度达到阈值，发生粉尘沾染现象，则增加外护套143的宽度并重复进行S220。

S250、如果未达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度未达到阈值，未发生粉尘沾染现象，则减低外护套143的宽度，并重复进行S220；

S260、如果未达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度达到阈值，发生粉尘沾染现象，则对喷射测量实验的条件及状况进行检查，并重复进行S220。

S270、如果达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度未达到阈值，未发生粉尘沾染现象，则固定好探头本体和环状气流挡板14，完成防护处理设置。

S3、浓度变化的采集；将加装好合适规格环状气流挡板14的光纤探头1放置在气固两相流喷射的实际场景中开展浓度测试，通过存储的标定关系曲线，将在测量过程中得到的光强信号进行反演得到实际情况下的浓度值。

为验证本发明的效果，采用本发明提供的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头、测量装置及测量方法对超细干粉灭火瓶在喷射场景下进行测量。实验装置图以及其射流中超细干粉灭火剂的浓度变化曲线图如图11所示。将普通的关系概念探头和本捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头1放置在固定台架上（如图11中H所示的矩形框中，位于上方的为普通光纤探头，位于下方的为本发明所提供的光纤探头），相同的场景下进行对比测试实验。将充填一定质量和压力的超细干粉灭火器距离关系概念探头1500mm处，喷口与光纤探头1直线与水平面夹角30度。光纤探头1测量得到的浓度变化数据通过测量装置传输至计算机中。得到喷射场景下浓度变化与时间的数据曲线。其中I表示普通光纤探头所测得的数据，J表示本发明所提供的光纤探头所测得的数据。从图11中的曲线可以看出，普通光纤探头同捕获射流颗粒物浓度变化的光纤探头1同时得到浓度的最高值。但是由于高速度气流对光纤探头的冲击造成，在实际喷射场景中喷射后浓度降低的过程中，普通光纤探头并未捕捉到浓度下降的过程，如图11中椭圆K所表示的这一区间，探头测量的浓度持续在80g/m³。而加装环状气流挡板14结构的光纤探头1能够测量到浓度下降的过程，浓度降低至10g/m³以下水平。由此可知 ，该光纤探头1、测量装置和测量方法能够有效避免粉体射流场景下，高速粉体颗粒对传感器的冲击和沾染，能够准确地得到气固两相流射流颗粒相浓度的变化特征。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其特征在于，包括：

探头本体，其中部区域开设有多个测量通孔（121），多个所述测量通孔（121）以所述探头本体的轴线为圆心环形均匀分布，且所述测量通孔（121）沿着所述探头本体的轴线方向的长度小于垂直所述探头本体的轴线方向的长度；以及

环状气流挡板（14），其安装在所述探头本体外侧壁，且覆盖在多个所述测量通孔（121）上，所述环状气流挡板（14）包括：

两个内嵌环（141），其沿所述探头本体的轴线平行设置，且均套设在所述探头本体的外侧壁形成台阶，所述测量通孔（121）位于两个所述内嵌环（141）之间；

多个连接筋板（142），以所述探头本体的轴线为圆心环形均匀分布，多个所述连接筋板（142）的其中一侧均与所述内嵌环（141）的外侧壁固定连接；

两个外嵌环（144），其分别套设在两个内嵌环（141）的外部，且同心设置，所述外嵌环（144）的内侧壁与所述连接筋板（142）远离内嵌环（141）的一侧固定连接，所述外嵌环（144）、内嵌环（141）和多个连接筋板（142）之间形成多个进气槽（145）；以及

外护套（143），其内壁与所述外嵌环（144）的外侧壁固定连接，且所述外护套（143）的宽度大于等于两个所述内嵌环（141）之间距离的3倍，所述外护套（143）的内径大于等于所述内嵌环（141）内径的1.5倍，其用于抵挡高速气流的直接冲击，所述外护套（143）、两个外嵌环（144）和两个内嵌环（141）之间形成减压腔（146），所述进气槽（145）和减压腔（146）相连通共同形成与所述测量通孔（121）相连通的气流通道，其用于减少高速气流对光纤探头（1）内部的冲击。

2.根据权利要求1所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其特征在于，所述内嵌环（141）的内径与所述探头本体的外径尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其特征在于，所述环状气流挡板（14）为树脂材质。

4.根据权利要求1所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其特征在于，所述探头本体包括反射结构件（11）、测量结构件（12）和前端光纤过渡件（13），所述反射结构件（11）和前端光纤过渡件（13）分别安装在所述测量结构件（12）的两端。

5.根据权利要求4所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其特征在于，所述测量结构件（12）为圆柱套筒式结构，其两端均设置有内螺纹；

所述反射结构件（11）包括凹面反射镜（111）和镜座（112），所述镜座（112）与所述测量结构件（12）的其中一端通过内螺纹准直连接，所述凹面反射镜（111）与所述镜座（112）的内壁同心固定连接；

所述前端光纤过渡件（13）与所述测量结构件（12）的另一端通过内螺纹准直连接。

6.一种捕获射流颗粒浓度变化的测量装置，其特征在于，包括如权利要求1至5中任意一项所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，还包括Y型光纤（2）和测量控制器（3）；所述Y型光纤（2）的一端与所述光纤探头（1）连接，另一端与所述测量控制器（3）连接。

7.根据权利要求6所述的捕获射流颗粒浓度变化的测量装置，其特征在于，所述Y型光纤（2）包括多个发射光纤（21）和多个接收光纤（22），多个所述发射光纤（21）聚集在中间，多个所述接收光纤（22）均匀分布设置在所述接收光纤（22）的外围。

8.一种捕获射流颗粒浓度变化的测量方法，其使用如权利要求1至5中任意一项所述的捕获射流颗粒浓度变化的光纤探头，其特征在于，包括以下步骤：

S1、稳态环境下的标定；首先将所述探头本体放置在气溶胶稳态环境中进行标定，选择浓度变化对应一致的区域进行数据拟合得到浓度变化与探测光强信号的关系作为标定关系曲线进行存储；

S2、所述探头本体的调整；将所述探头本体放置在实际场景中测量，得到其所测量的最高喷射浓度，同时确定所述探头本体的沾染程度，若未发生粉尘沾染现象，则所述探头本体直接进行应用，进入S3，若发生粉尘沾染现象，则所述探头本体先进行防护处理设置，所述防护处理设置的方法包括以下步骤：

S210、将环状气流挡板（14）套设在所述探头本体上，其中，环状气流挡板（14）的外护套（143）为任意宽度；

S220、开展喷射测量实验，获得喷射过程中所述探头本体测得的最高浓度和所述探头本体的粉尘沾染程度；

S230、判断所述探头本体测得的最高浓度是否达到喷射测量实验的最高浓度，且判断所述探头本体的粉尘沾染程度是否达到阈值；

S240、如果达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度达到阈值，则增加所述外护套（143）的宽度并重复进行S220；

S250、如果未达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度未达到阈值，则减低所述外护套（143）的宽度，并重复进行S220；

S260、如果未达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度达到阈值，则对喷射测量实验的条件及状况进行检查，并重复进行S220；

S270、如果达到最高喷射浓度，且粉尘沾染程度未达到阈值，则固定好所述探头本体和所述环状气流挡板（14），完成防护处理设置；然后再进入S3；

S3、浓度变化的采集；将所述光纤探头（1）放置在气固两相流喷射的实际场景中开展浓度测试，通过存储的所述标定关系曲线，将在测量过程中得到的光强信号进行反演得到实际情况下的浓度值。