CN202648832U - 一种测量电解槽温度的光纤Bragg光栅温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种测量电解槽温度的光纤Bragg光栅温度传感器，属于光纤Bragg光栅测温装置技术领域。光纤Bragg光栅
的尾部连接有光纤，光纤Bragg光栅
、光纤Bragg光栅
和光纤Bragg光栅
封装于氧化铝陶瓷中，封装后再用聚四氟乙烯材料一体成形封装成T型结构，T型结构下面总长是1.2米，光纤Bragg光栅2距上端20cm、光纤Bragg光栅5固定在光纤Bragg光栅
2下面45cm处，光纤Bragg光栅
固定在光纤Bragg光栅下面55cm处。本实用新型实现了温度的分布式实时测量，利用光纤Bragg光栅抗电磁干扰能力强，电绝缘性能好，高可靠性和稳定性等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量电解槽温度的光纤Bragg光栅温度传感器，属于光纤Bragg光栅测温装置技术领域。
背景技术
电解槽温度是金属电解生产中的一个重要技术参数，电解槽温度的高低，直接影响金属的电解质量；目前常采用的是插入热电偶和远距离测量仪器进行测量，其中，插入热电偶，人工测量，虽然可以用来测量高温，但是一方面不易构成多点分布式测量；另一方面热电偶使用的是电信号，测量阴极钢棒时很容易造成短路，在锌的生产过程存在安全隐患；远距离测量仪器多采用红外测温仪进行，红外测温仪在强磁场环境下易失效，不能实时测温，尤其是红外测温仪在测定红外线强度，在低温接近室温时灵敏度最高，可测定出十分之几度的温差，在电解温度下，测量误差达10℃，无法满足电解槽工作对温度测量精度的要求。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供一种测量电解槽温度的光纤Bragg光栅温度传感器采用光纤Bragg光栅传感技术，用抗酸抗碱的氧化铝陶瓷套管将光纤Bragg光栅进行封装，并且用聚四氟乙烯一体成形后安装在电解槽中，实现温度的分布式实时测量，利用它抗电磁干扰能力强，电绝缘性能好，高可靠性和稳定性等优点。
本实用新型采用的技术方案：一种测量电解槽温度的光纤Bragg光栅温度传感器，传感器包括聚四氟乙烯材料1、光纤Bragg光栅 2、氧化铝陶瓷3、光纤4、光纤Bragg光栅
5和光纤Bragg光栅6；光纤Bragg光栅
2的尾部连接有光纤4，光纤Bragg光栅
2、光纤Bragg光栅
5和光纤Bragg光栅
6封装于氧化铝陶瓷3中，封装后再用聚四氟乙烯材料1一体成形封装成T型结构，T型结构下面总长是1.2米，光纤Bragg光栅
2距上端20cm、光纤Bragg光栅
5固定在光纤Bragg光栅
2下面45cm处，光纤Bragg光栅
6固定在光纤Bragg光栅
5下面55cm处。
本实用新型的有益效果是: 采用氧化铝陶瓷封装光纤Bragg光栅能够防止电解槽内弱酸性电解质液的腐蚀；聚四氟乙烯表面光滑，物质不易附着在其表面，采用聚四氟乙烯一体成形可以减少因沉淀物附着带来的误差；光纤Bragg光栅是电绝缘材料，具有很强的抗电磁干扰能力。
附图说明
图1为本实用新型的结构图。
图中：1-传感器包括聚四氟乙烯材料、2-光纤Bragg光栅、3-氧化铝陶瓷、4-光纤、5-光纤Bragg光栅
、6-光纤Bragg光栅
。
具体实施方案
下面通过附图和实施例对本实用新型最进一步说明，以方便技术人员理解。
如图1所示：传感器包括聚四氟乙烯材料1、光纤Bragg光栅2、氧化铝陶瓷3、光纤4、光纤Bragg光栅
5和光纤Bragg光栅
6；光纤Bragg光栅2的尾部连接有光纤4，光纤Bragg光栅
2、光纤Bragg光栅
5和光纤Bragg光栅
6封装于氧化铝陶瓷3中，封装后再用聚四氟乙烯材料1一体成形封装成T型结构，T型结构下面总长是1.2米，光纤Bragg光栅
2距上端20cm、光纤Bragg光栅
5固定在光纤Bragg光栅
2下面45cm处，光纤Bragg光栅6固定在光纤Bragg光栅5下面55cm处。
本实用新型的工作过程：在电解槽上横放一根PVC管，PVC管上部削去一部分成为一个槽，对应的每个电解槽处开一个和光纤Bragg光栅温度传感器下部大小相同的孔，将光纤Bragg光栅温度传感器通过小孔挂放在PVC管上，光纤Bragg光栅温度传感器中的三支光栅能够监测电解槽内的顶部、中间和底部的温度，使工作人员能及时了解电解槽内的温度的状况；光纤Bragg光栅通过引出光纤4连接到解调仪。
本实用新型的数学模型分析如下：
光纤Bragg光栅温度改变，由于光纤的热膨胀效应和光纤热光效应，引起反射峰值波长的变化。
反射回来的峰值波长满足：
(1)
对式(1)进行温度T求导可得：
式(2)两边除以式(1)，可以得到
移位变换后可得温度与中心波长移位量关系为：
(4)
在式(3)中，
是光纤光栅的热光系数，它的表达式为
；
是光纤光栅的热膨胀系数，它的表达式
。
在式(3)中
为传感器的温度系数，所以光纤光栅温度传感器Bragg波长的漂移与温度的变化成线性关系。
为波长的变化，
为光纤的热膨胀系数，为热光系数。一般情况下对熔石英光纤来说，
，
。
本实用新型通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型专利进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。
Claims (1)
1.一种测量电解槽温度的光纤Bragg光栅温度传感器，其特征在于：传感器包括聚四氟乙烯材料（1）、光纤Bragg光栅 
（2）、氧化铝陶瓷（3）、光纤（4）、光纤Bragg光栅（5）和光纤Bragg光栅
（6）；光纤Bragg光栅
（2）的尾部连接有光纤（4），光纤Bragg光栅
（2）、光纤Bragg光栅
（5）和光纤Bragg光栅
（6）封装于氧化铝陶瓷（3）中，封装后再用聚四氟乙烯材料（1）一体成形封装成T型结构，T型结构下面总长是1.2米，光纤Bragg光栅
（2）距上端20cm、光纤Bragg光栅
（5）固定在光纤Bragg光栅
（2）下面45cm处，光纤Bragg光栅（6）固定在光纤Bragg光栅
（5）下面55cm处。
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|---|---|---|---|---|
| CN106768476A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 重庆旗能电铝有限公司 | 铝电解槽阴极钢棒在线测温装置及方法 |
| CN107132172A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-09-05 | 苏州南智传感科技有限公司 | 基于ihat‑fbg的岩土体渗流速率与含水率监测系统及方法 |
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