CN2898800Y - 基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于可燃气体报警领域，具体涉及一种基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器，本实用新型以光纤作为光路传输媒质，由光纤探头、光纤、发光管、接收管、变送器组成。光纤分别连接发光管、接收管；变送器由防爆盒和液晶显示板、控制板、接线板组成，发光管、接收管分别通过引线与接线板上的发光管、接收管的插孔连接。本实用新型通过比较光纤接收管端光强度的变化，就可以判别是否有待测物质的存在及量的大小，也就可以判别是否存在燃油泄漏现象。本实用新型具有针对性强，可靠性高、结构紧凑、时间响应块，可恢复性好，可对石油基地、炼油厂、加油站等具有爆炸危险的地上地下储油罐油类泄漏进行快速、准确的探测。

Description

基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器

技术领域

本实用新型属于可燃气体报警领域，具体涉及一种基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器。

背景技术

随着人类工业社会的发展及人们生活水平的提高，人为的环境破坏而导致环境污染也日趋严重。在考虑环境污染对策时，首先需要一种能够测试污染程度的技术，因此人们对各种传感器的需求也就日益高涨。在北美，欧洲等国，最近尤其是对地下水污染的监控十分重视。特别是地上及地下储油装置逐渐采取了严格的监测措施。在中国持续20年的高速经济发展的同时，环境污染问题也日逐表面化，成为不得不面对的现实问题。例如，石油基地、炼油厂、加油站等的地上地下储油罐的油类泄漏基本上是处于无监视状态。因此开发和研究一种可以埋设于地下，用来检测地下燃油泄漏的传感器是本领域人员的目标。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、体积小、灵敏度高、可靠性高、针对性强的基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器。

本实用新型提出的一种基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器，由变送器15和传感头13连接组成，其中，传感头13由光纤、保护管2、软管4、发光管12、接收管14组成，光纤呈U形结构，由光纤探头1和传输光纤5两部分组成，光纤的两端分别连接发光管12和接收管14，保护管2套于光纤下部的光纤探头1外，软管4套于传输光纤5外，软管4的一端连接保护管2，另一端连接变送器15；变送器15由防爆盒10和位于防爆盒内的液晶显示板7、控制板6、接线板11组成，液晶显示板7上设有液晶显示模块8和按键9，接线板11上设有发光管12、接收管14的插孔，液晶显示板7通过插针连接控制板6，控制板6通过插针连接接线板11；发光管12、接收管14分别通过引线与接线板11上的发光管12、接收管14的插孔连接。

本实用新型中，光纤探头1外表面涂有高聚物涂层。

本实用新型中，保护管2采用铝制保护管，保护管2上设有小孔3。

本实用新型基于光纤探测原理，以光纤作为光路传输媒质，当光纤探头前不存在待测物质时，涂于光纤芯部表面的高聚物材料的折射率比光纤芯部的折射率高，所以光要泄漏到光纤的外部。这样，在传感器的接收管一端能够检测到的光强度将很低。但是，当光纤探头遇到待测物质时，涂在光纤芯部表面的高聚物将与待测物质间发生相互作用，从而使高聚物的折射率下降，直至低于光纤芯部的折射率，这时通过光纤的光将被封在光纤内。这样一来，在传感器的接收管一端检测到的光强度将增强，并且，光强度的变化量将随着被测物质的量变化而发生增减。通过对接收管14信号的处理分析，就可以判别是否有待测物质存在，以及存在的量的大小。

本实用新型可以通过对接收管14信号的处理分析来判别燃油泄漏现象及泄漏的燃油浓度大小。

本实用新型工作过程如下：

将本实用新型置于石油基地、炼油厂、加油站等的地上地下储油罐间，对现场进行实时监测，并在液晶显示模块上实时显示现场的油蒸汽浓度，当地下油蒸汽泄漏时，油蒸汽渗透入钻有小孔的保护管并与光纤探头接触，涂在光纤芯部表面的高聚物与该油蒸汽发生相互作用，从而使高聚物的折射率下降，直至低于光纤芯部的折射率，这时通过光纤的光将被封在光纤内，在光纤的射出端接收管上检测到的光强度将增强，通过与接收管相连的变送器上的接线板，将该信号传递给控制板，控制板通过分析该信号的强弱就可以判别是否存在油蒸汽泄漏现象。

本实用新型也可以通过液晶显示板上的三个按键设定报警值，当油气浓度超过报警设定值时，光纤传感器发出声光报警，并输出开关量信号，及时关闭气体泄漏控制阀、启动排气扇等措施。技术人员听到或观察到声光报警后，根据现场的实际情况采取相应的解决措施，避免因油气泄漏而造成灾害事故的发生。

本实用新型中，变送器15外壳采用具有隔爆功能的防爆盒10，发光管12及光纤5部分为本安型(本质安全)，整个实用新型为防爆结构，通过防爆所检测，防爆等级为Ex dII CT6。

本实用新型通过更换光纤探头1外表面的高聚物涂层，可用于检测不同的气体种类，主要有燃油、柴油、酒精、甲烷等碳氢化合物。同时通过变送器的控制板上设有的专用软件，使本实用新型具有零点温漂自动补偿功能和温度、湿度线性自动修正功能。

本实用新型具有针对性强，可靠性高、结构紧凑、时间响应块，可恢复性好，可对石油基地、炼油厂、加油站等具有爆炸危险的地上地下储油罐油类泄漏进行快速、准确的探测。本实用新型在安全监测、环保分析、抢险救援等领域的处置技术和装备方面取得突破性进展，有效减少事故隐患，预防和控制重特大事故发生。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型变送器的结构示意图。

图3为光纤探头结构示意图。

图中标号：1为光纤探头，2为保护管，3为小孔，4为塑料软管，5为传输光纤，6为控制板，7为液晶显示板，8为液晶显示模块，9为按键，10为防爆盒，11为接线板，12为发光管，13为光纤传感头，14为接收管，15为变送器。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本实用新型。

实施例1，本实施例主要用于检测燃油。按图1-图3所示方式连接下列各部件，本领域的技术人员均能顺利实施。光纤由光纤探头1和传输光纤5组成，传输光纤5外套有塑料软管4，光纤探头1涂有高聚物涂层，高聚物涂层采用一种特殊的酚醛树脂聚合物，当它接触到碳氢化合物、醇类等分子后，就会产生像膨胀一样的形状改变，而且膨胀的程度随这些分子的浓度变化，从而使这种材料的折射率发生改变。光纤探头1外设有铝制保护管2，保护管2上钻有小孔3，保护管2和塑料软管4紧密连接；光纤的一端连接发光管12，另一端连接接收管14，发光管12型号为LSF811E2，接收管14型号为HPI-6FH，光纤与发光管12和接收管14之间采用接插件连接，使其接触端面平整、光滑，且光纤与发光管12和接收管14正好接触无挤压力；变送器15由防爆盒10和位于防爆盒内的液晶显示板7、控制板6、接线板11三块电路板组成，防爆盒型号为BP37，三块电路板分别位于防爆盒10的上端、中端和底部，上端为液晶显示板7，中端为控制板6，底部为接线板11，液晶显示板7上设有液晶显示模块8和三个按键9，液晶显示模块8的型号为SMS0401，可显示气体浓度范围为0～100％LEL，三个按键9分别为功能键、增加键、减小键，通过功能键可选择不同的显示内容(LEL或mV采样值或报警设定)，增加键和减少键用来调节报警设定值的大小。接线板11上设有发光管12和接收管14的连接孔，发光管12和接收管14分别通过引线连接接线板11上相应的连接。

Claims (3)

1、一种基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器，由变送器(15)和传感头(13)连接组成，其特征在于传感头(13)由光纤、保护管(2)、软管(4)、发光管(12)、接收管(14)组成，光纤呈U形结构，由光纤探头(1)和传输光纤(5)两部分组成，光纤的两端分别连接发光管(12)和接收管(14)，保护管(2)套于光纤下部的光纤探头(1)外，软管(4)套于传输光纤(5)外，软管(4)的一端连接保护管(2)，另一端连接变送器(15)；变送器(15)由防爆盒(10)和位于防爆盒内的液晶显示板(7)、控制板(6)、接线板(11)组成，液晶显示板(7)上设有液晶显示模块(8)和按键(9)，接线板(11)上设有发光管(12)、接收管(14)的插孔，液晶显示板(7)通过插针连接控制板(6)，控制板(6)通过插针连接接线板(11)；发光管(12)、接收管(14)分别通过引线与接线板(11)上的发光管(12)、接收管(14)的插孔连接。

2、根据权利要求1所述的基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器，其特征在于光纤探头(1)外表面涂有高聚物涂层。

3、根据权利要求1所述的基于光纤原理的用于燃油泄漏检测的传感器，其特征在于保护管(2)采用铝制保护管，保护管(2)上设有小孔(3)。