CN215910005U - 一种长度可调且耐高温的荧光测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种长度可调且耐高温的荧光测温装置，解决现有荧光测温光纤仅能用于被测点温度较低，超过光纤自身耐温值后无法实现测温，及无法实现内部测温区域平整度不一有效测温的问题。装置包括测温光纤、陶瓷套管、连接头、容粉座、连接器和弹簧；容粉座为上端开口的空腔结构，容粉座采用高温材质；容粉座上端与陶瓷套管下端同轴连接，容粉座内腔底部设有荧光稀土物质，荧光稀土物质与光纤端面之间存在空气间隙；陶瓷套管中部具有第一环形限位凸起；连接器套装在陶瓷套管第一环形限位凸起上，且连接器远离第一环形限位凸起一端内圆面设有第二环形限位凸起；弹簧套装在陶瓷套管上，且两端分别通过第一环形限位凸起和第二环形限位凸起限位。

Description

一种长度可调且耐高温的荧光测温装置

技术领域

本实用新型涉及荧光光纤测温技术，特别是涉及一种长度可调且耐高温的荧光测温装置。

背景技术

荧光光纤测温是基于稀土荧光物质的材料特性实现的。当某些特种稀土敏感材料在受光激励后，发射出可见的线性光谱，即荧光。荧光的某一参数受温度的调制，且他们的关系呈现出单调性，则可利用这种关系进行测温。

荧光光纤测温基于的稀土荧光物质，有较强的耐温性，耐温可达到800℃以上。石英光纤是一种以高折射率的纯石英玻璃材料为芯、低折射率的有机或无机材料为包皮的光学纤维，其耐热性较好，温度在400℃以下不会影响其性能。

目前，现有荧光测温光纤大多是将荧光粉涂抹于光纤端面，荧光粉和光纤直接接触式测温，该测温光纤仅能应用于被测点温度较低(400℃以下)，在超过光纤自身耐温值(超过400℃)后，光纤性能发生变化，而无法实现测温需求。另外，现有荧光测温光纤对被测物体内部测温时，伸入被测物体内部长度是恒定的，在被测物体内部测温点区域平整度不一，无法实现与测温点有效接触，影响测温结果。

实用新型内容

为了解决现有荧光测温光纤仅能用于被测点温度较低(400℃以下)，在超过光纤自身耐温值后无法实现测温，以及荧光测温光纤伸入被测物体内部长度恒定，无法实现内部测温点区域平整度不一的被测物体有效测温的技术问题，本实用新型提供了一种长度可调且耐高温的荧光测温装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种长度可调且耐高温的荧光测温装置，包括测温光纤、套装在测温光纤上的陶瓷套管以及设置在陶瓷套管上端的连接头，其特殊之处在于：还包括容粉座、连接器和弹簧；

所述容粉座为上端开口的空腔结构，该空腔形成容粉槽，容粉座采用耐高于900℃以上的高温材质；

所述容粉座的上端与陶瓷套管下端同轴连接，容粉座内腔底部设有荧光稀土物质，且荧光稀土物质与测温光纤的光纤端面之间存在空气间隙；

所述陶瓷套管的中部具有第一环形限位凸起；

所述连接器套装在陶瓷套管的第一环形限位凸起上，且连接器远离第一环形限位凸起的一端内圆面设有第二环形限位凸起；

所述连接器设有第二环形限位凸起的一端与陶瓷套管之间设有限位件；

所述弹簧套装在陶瓷套管上，且两端分别通过第一环形限位凸起和第二环形限位凸起限位。

进一步地，所述陶瓷套管下端端部开设有环形缺口；

所述容粉座上端设置在环形缺口处，则光纤伸入容粉座内。

进一步地，所述容粉座上端内壁与陶瓷套管环形缺口处的外壁采用螺纹连接。

进一步地，所述容粉座上端内壁与陶瓷套管环形缺口处的外壁之间、容粉座上端面与陶瓷套管的环形缺口底面之间均采用胶粘。

进一步地，所述容粉座的材质为金；

或者，所述容粉座采用紫铜材质，且表面镀有金。

进一步地，所述限位件为橡胶圈；

所述陶瓷套管上开设有环形卡槽，橡胶圈设置在环形卡槽内，且橡胶圈与连接器设有第二环形限位凸起相邻设置，用于实现对连接器设有第二环形限位凸起一端的轴向限位。

进一步地，所述连接器为陶瓷连接器。

进一步地，所述连接器外表面设有外螺纹。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型荧光测温装置将荧光稀土物质粘附在容粉座底部，光纤端面在将紫光打入到荧光稀土物质的表面上时，荧光稀土物质受到激发，会经过空气间隙反馈信号光至光纤端面；荧光稀土物质与光纤端面为非接触状态，则光纤端面与荧光粉之间为非接触式测温，最高耐温点由测温探头执行，光纤端面不参与最高温度点的直接接触，因此本实用新型测温装置大大提高了测温光纤的测温范围；

以及，在对被测物体内部测温时，为了实现被测物体内部的密封，在陶瓷套管上安装连接器，并在连接器内部设置弹簧，在连接器于被测物体连接固定时，由于弹簧的作用，陶瓷套管可相对连接器沿轴向移动，实现测温探头伸入被测物体内部的长度可调节，且与被测点弹性接触，可应用于被测物体内部结构不明确或内部平整度不一的环境，使测温探头与被测物体内部测点直接有效的接触，以达到最佳测温效果。

2、本实用新型容粉座采用紫铜镀金，相比于纯金容粉座，成本降低。

3、本实用新型荧光测温装置的荧光稀土物质与光纤端面分离式测温，相较于现有常规将荧光粉涂抹于光纤端面，本实用新型荧光稀土物质是置于容粉座的空腔中，荧光稀土物质的使用量较大，更有利于荧光粉激光且反馈，传输速度快。

4、本实用新型陶瓷套管安装有橡胶圈，实现对连接器设有第二环形限位凸起一端的轴向限位。

5、本实用新型连接器采用陶瓷连接器，具有优异的耐温作用。

附图说明

图1为本实用新型长度可调且耐高温的荧光测温装置实施例结构示意图；

图2为本实用新型长度可调且耐高温的荧光测温装置实施例中连接器处的剖视图；

图3为本实用新型长度可调且耐高温的荧光测温装置实施例中测温探头处的结构示意图；

其中，附图标记如下：

1-连接头，2-管形裸端子，3-陶瓷套管，4-测温光纤，5-橡胶圈，6-连接器，7-测温探头，8-光纤端面，9-容粉座，10-空气间隙，11-荧光稀土物质，12-环形缺口，13-弹簧，14-第一环形限位凸起，15-第二环形限位凸起。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型一种长度可调且耐高温的荧光测温装置，由光纤部和测温探头7组成。

光纤部包括测温光纤4、陶瓷套管3和连接头1，测温光纤4为石英光纤，陶瓷套管3同轴套装在测温光纤4上，连接头1设置在陶瓷套管3的上端，且连接头1的管形裸端子2与该陶瓷套管3上端同轴连接。

如图3所示，测温探头7包括容粉座9和荧光稀土物质11，容粉座9为上端开口的空腔结构，该空腔形成容粉槽，容粉座9采用耐高温材质，可耐高于900℃以上的高温，容粉座可采用金材质；为了降低成本，本实施例容粉座也可采用紫铜材质，并在表面镀有金材质；荧光稀土物质11经过处理粘附在容粉座9内腔底部，容粉座9的上端与陶瓷套管3下端同轴连接，且荧光稀土物质11与光纤端面8之间存在空气间隙10。

在测温时，测温光纤4端面将紫光打入到荧光稀土物质11的表面上，荧光稀土物质11受到激发，会经过空气间隙10反馈信号光至测温光纤4端面。本实施例荧光稀土物质11(荧光粉)与容粉座9表面镀金材料采用粘接，并与光纤端面8为非接触状态，即光纤端面8与荧光粉为非接触式测温(分离式测温)，该测温方式最高耐温点由测温探头7执行，测温探头7的容粉座9表面金材质耐受温度较高，且光纤端面8不参与最高温度点的直接接触，因此大大提高了荧光光纤的测温范围；同时，分离式测温，相较于现有常规将荧光粉涂抹于光纤端面，本实施例荧光稀土物质11是置于容粉座9的空腔中，使得外观(量)大，更有利于荧光粉激光且反馈，传输速度快。

为了便于容粉座9与陶瓷套管3的连接，本实施例在陶瓷套管3下端端部开设有环形缺口12，容粉座9上端设置在环形缺口12处，则光纤伸入容粉座9内；容粉座9上端内壁与陶瓷套管3环形缺口12处的外侧壁之间、容粉座9上端面与陶瓷套管3的环形缺口12底面之间均采用胶粘接的方式实现连接；容粉座9与陶瓷套管3的连接也可采用容粉座9上端内壁与陶瓷套管3下端外壁螺纹连接，通过容粉座9相对陶瓷套管3转动，调节容粉座9内荧光稀土物质11与光纤端面8间空气间隙的距离，以适用于不同温度的被测点测量。

本实施例荧光测温装置可实现对被测物体内、外部温度的直接测试，在对内部测温时，将测温光纤4连接容粉座9的上端伸入被测物体内部，则陶瓷套管3外壁需要与被测物体连接，因此，在陶瓷套管3上嵌装有连接器6，通过连接器6实现对被测物体的密封。本实施例连接器6为陶瓷连接器，有优异的耐温效果；连接器6的具体安装方式为：如图2所示，陶瓷套管3的中部设置有第一环形限位凸起14，连接器6套装在陶瓷套管3的第一环形限位凸起14上，且连接器6远离第一环形限位凸起14的一端内圆面设有第二环形限位凸起15；连接器6内部有套装在陶瓷套管3上的弹簧13，弹簧13的两端分别通过第一环形限位凸起14和第二环形限位凸起15限位。弹簧13的形变量范围为连接器6的可伸缩范围，连接器6外表面设有外螺纹，本实施例测量装置通过该外螺纹与被测物体连接，陶瓷套管3伸入被测物体内部的长度可调节范围由弹簧13的形变量范围控制。

本实施例荧光测温装置在对被测物体内部温度测试时，通过连接器6实现与被测物体密封连接；同时，由于弹簧13的作用，陶瓷套管3可相对连接器6沿轴向移动，实现测温探头7伸入被测物体内部的长度可调节，由此可见，该荧光测温装置可应用于被测物体内部结构不明确或内部平整度不一的环境，可通过调节螺纹拧入，使测温探头7与被测物体直接有效的接触，以达到最佳测温效果。

本实施例陶瓷套管3上开设有环形卡槽，环形卡槽内设置橡胶圈5，且橡胶圈5与连接器6设有第二环形限位凸起15的一端相邻设置，用于实现对连接器6设有第二环形限位凸起15一端的轴向限位。本实施例橡胶圈5采用丁晴橡胶圈。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。

Claims (8)

1.一种长度可调且耐高温的荧光测温装置，包括测温光纤(4)、套装在测温光纤(4)上的陶瓷套管(3)以及设置在陶瓷套管(3)上端的连接头(1)，其特征在于：还包括容粉座(9)、连接器(6)和弹簧(13)；

所述容粉座(9)为上端开口的空腔结构，其采用耐高于900℃以上的高温材质；

所述容粉座(9)的上端与陶瓷套管(3)下端同轴连接，容粉座(9)内腔底部设有荧光稀土物质(11)，且荧光稀土物质(11)与测温光纤(4)的光纤端面(8)之间存在空气间隙(10)；

所述陶瓷套管(3)的中部具有第一环形限位凸起(14)；

所述连接器(6)套装在陶瓷套管(3)的第一环形限位凸起(14)上，且连接器(6)远离第一环形限位凸起(14)的一端内圆面设有第二环形限位凸起(15)；

所述连接器(6)设有第二环形限位凸起(15)的一端与陶瓷套管(3)之间设有限位件；

所述弹簧(13)套装在陶瓷套管(3)上，且两端分别通过第一环形限位凸起(14)和第二环形限位凸起(15)限位。

2.根据权利要求1所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述陶瓷套管(3)下端端部开设有环形缺口(12)；

所述容粉座(9)上端设置在环形缺口(12)处。

3.根据权利要求2所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述容粉座(9)上端内壁与陶瓷套管(3)环形缺口(12)处的外壁采用螺纹连接。

4.根据权利要求2所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述容粉座(9)上端内壁与陶瓷套管(3)环形缺口(12)处的外壁之间、容粉座(9)上端面与陶瓷套管(3)的环形缺口(12)底面之间均采用胶粘。

5.根据权利要求1至4任一所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述容粉座(9)的材质为金；

或者，所述容粉座(9)采用紫铜材质，且表面镀有金。

6.根据权利要求5所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述限位件为橡胶圈(5)；

所述陶瓷套管(3)上开设有环形卡槽，橡胶圈(5)设置在环形卡槽内，用于实现对连接器(6)设有第二环形限位凸起(15)一端的轴向限位。

7.根据权利要求6所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述连接器(6)为陶瓷连接器。

8.根据权利要求7所述长度可调且耐高温的荧光测温装置，其特征在于：所述连接器(6)外表面设有外螺纹。

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