一种基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其包括尾纤、与尾纤一端连接的测头固定壳体以及与测头固定壳体连接的测温探头；尾纤为采用铠装光缆结构。卡扣采用柔韧性材料制成，保证密封性，固定于测头固定壳体的一端；紧固胶圈放置于测头固定壳体的内部，与卡扣紧密接触；所述固定腔内部灌满工业胶；所述装卡螺纹安装于冷却炉壁上；导热腔密封灌装导热油；传导光纤固定在导热腔内部；传感光栅放置在测温探头内部的导热油中。本实用新型测温探头和测头固定壳体之间通过焊接形成一个封闭的测量外壳，将传感用光纤光栅、导热油、传导光纤、工业胶固定在外壳内，密封性好，防水性能好，测温探头不受测量环境影响，使用寿命长。
【专利说明】
一种基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于测量炼铁高炉冷却水温度的装置，尤其是一种基于光纤光栅温度传感的冷却水测温仪。
【背景技术】
[0002]在工业生产过程中，对温度的控制要求非常严格，尤其是液体的温度。在炼铁厂生产过程中，主要是通过测量冷却水的温度，以此来预测分析炼铁高炉的温度。目前应用在炼铁高炉冷却水温度测量的装置主要是采用很长的电缆来连接传感器与温度采集仪，施工非常复杂，现场环境恶劣，使用时极易损坏。而且这种装置不便于工作人员安装，同时测量的精确度低，不能满足高质量炼制要求。其中冷却水测温仪，用于钢铁厂炼铁高炉冷却循环水的温度测量，目前国内高炉才用的冷却方式由三种:工业水开路循环冷却系统，汽化冷却系统，软水密闭循环冷却系统，而该测温仪主要测量水冷却的温度，以此来预计分析炼铁高炉的温度。所以需要一种强度高，密封性好，而且测量精确，测量时间短的冷却水测温仪。
[0003]光纤光栅温度传感技术具有本质安全、无电磁干扰、精确度高等优点，为了更准确的测量炼铁高炉冷却循环水的温度，同时便于工作人员操作与使用，因此迫切需要一种基于光纤光栅传感技术的温度传感装置。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安装便捷，测量精确，测量实时性好，同时密封性能高的测量炼铁高炉冷却水温度的光纤光栅温度传感器，其结合光纤光栅解调仪可以实现炼铁高炉冷却水温度的实时监控。
[0005]本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案:一种基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其关键技术在于:其包括尾纤、与尾纤一端连接的测头固定壳体以及与测头固定壳体连接的测温探头；
[0006]所述的尾纤为采用铠装光缆结构；
[0007]所述测头固定壳体的中部设有轴向的空腔，所述尾纤的一端伸入该空腔内，所述尾纤和测头固定壳体内壁之间形成用于灌满工业胶的固定腔;所述空腔的上部设有用于保证密封性的卡扣，所述卡扣断面形状呈工字型，卡扣的下部外壁与空腔之间设有紧固胶圈；所述测头固定壳体的下端设有装卡螺纹；
[0008]所述测温探头包括与测头固定壳体固定为一体的中空外壳，中空的外壳内部形成用于灌装导热油的导热腔，所述导热腔内部设有传导光纤，所述传导光纤借助安装于空腔下部的堵头和密封胶圈固定在导热腔内，所述传导光纤上刻有传感用布拉格光栅。
[0009]所述测头固定壳体下端与测温探头的上端经金属化焊接固定。
[0010]所述卡扣材质为橡胶材料。
[0011 ]所述布拉格光栅放置在测温探头内部的导热油中。
[0012]所述测温探头为圆柱结构。
[0013]所述装卡螺纹为标准螺纹，其尺寸与冷却炉壁上预留尺寸配套设置。
[0014]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0015]1、本实用新型设置了测温探头和测头固定壳体，两者之间通过焊接形成一个封闭的测量外壳，将传感用光纤光栅，导热油，传导光纤，工业胶固定在外壳内，密封性好，防水性能好，测温探头不受测量环境影响，使用寿命长；
[0016]2、本实用新型实用性和扩展性好，其可以形成一个开放的实时监测平台，尾纤接入解调仪就可以获得实时监测信号，直接显示在解调仪上，使得测温工作操作方便，测量准确，并对该处冷却水温度变化进行连续性监测；
[0017]3、测头固定壳体下部设有装卡螺纹，安装方便，节省施工成本，降低劳动强度。
【附图说明】
[0018]附图1为本实用新型结构示意图；
[0019]其中，1、尾纤，2、铠装光缆，3、卡扣，4、紧固胶圈，5、固定腔，6、装卡螺纹，7、焊接处，8、导热腔，9、传导光纤，10、布拉格光栅，11、测温探头，12、密封胶圈，13、堵头，14、测头固定壳体。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的说明。
[0021]如附图1所示，本实施例包括尾纤1、与尾纤I一端连接的测头固定壳体14以及与测头固定壳体14连接的测温探头11;
[0022]所述的尾纤I采用铠装光缆结构;所述铠装光缆2用于保护聚酰亚胺涂层的裸纤。
[0023]所述测头固定壳体14的中部设有轴向的空腔，所述尾纤I的一端伸入该空腔内，所述尾纤I和测头固定壳体14内壁之间形成用于灌满工业胶的固定腔5;所述空腔的上部设有用于保证密封性的卡扣3，所述卡扣3断面形状呈工字型，卡扣3的下部外壁与空腔之间设有紧固胶圈4;所述测头固定壳体14的下端为便于安装的装卡螺纹6，装卡螺纹6安装在冷却炉壁;所述紧固胶圈4放置于测头固定壳体14的内部，并与卡扣3紧密接触，用于固定卡扣3，同时密封工业胶。使用时，固定腔5内部灌满了工业胶。
[0024]所述测温探头11包括与测头固定壳体14固定为一体的中空外壳，中空的外壳内部形成用于灌装导热油的导热腔8，所述导热腔8内部设有传导光纤9，所述传导光纤9借助安装于空腔下部的堵头13和密封胶圈12固定在导热腔8内，所述传导光纤9上刻有布拉格光栅
10。使用时，所述导热腔8密封灌装导热油。
[0025]所述测头固定壳体14下端与测温探头11的上端经金属化焊接固定。
[0026]所述卡扣3材质为橡胶材料，以保证密封性，其固定于测头固定壳体14的一端。所述布拉格光栅10放置在测温探头11内部的导热油中。所述测温探头11为圆柱结构，在焊接处7采用金属化焊接方式与测头固定壳体14合为一体。所述装卡螺纹6为标准螺纹，其尺寸与冷却炉壁上预留尺寸配套设置。
[0027]本实施例中所述的布拉格光栅10的中心波长的选择要根据所使用的光纤光栅分析仪波长测量范围、波长分辨率等参数进行选择，同时尾纤I用铠装光缆2进行保护，并与解调仪相连接。
[0028]使用本实用新型对炼铁高炉冷却炉内冷却水进行监测时，先通过装卡螺纹6将测头固定壳体14固定在冷却壁上，同时测温探头11浸入冷却水中。由于炉内水温的变化，通过不锈钢材质的测温探头11和内部的导热油进行热传导，使得布拉格光栅10的中心波长发生变化。随后通过铠装光缆2将光信号传输到光纤光栅解调仪，通过读取光纤光栅的中心波长，就可以实时分析冷却炉内水温的变化。
【主权项】
1.一种基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其特征在于:其包括尾纤(I)、与尾纤(I) 一端连接的测头固定壳体(14)以及与测头固定壳体(14)连接的测温探头(11); 所述的尾纤(I)采用铠装光缆结构； 所述测头固定壳体(14)的中部设有空腔，所述铠装光缆(2)的一端伸入该空腔内，所述铠装光缆(2)和测头固定壳体(14)内壁之间形成用于灌满工业胶的固定腔(5);所述空腔的上部设有用于保证密封性的卡扣(3)，所述卡扣(3)断面形状呈工字型，卡扣(3)的下部外壁与空腔之间设有紧固胶圈(4);所述测头固定壳体(14)的下端设有装卡螺纹(6); 所述测温探头(11)包括与测头固定壳体(14)固定为一体的中空外壳，中空的外壳内部形成用于灌装导热油的导热腔(8)，所述导热腔(8)内部设有传导光纤(9)，所述传导光纤(9)借助安装于空腔下部的堵头(13)和密封胶圈(12)固定在导热腔(8)内，所述传导光纤(9)上刻有传感用布拉格光栅(10)。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其特征在于:所述测头固定壳体(14)下端与测温探头(11)的上端经金属化焊接固定。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其特征在于:所述卡扣(3 )材质为橡胶材料。4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其特征在于:所述布拉格光栅(10)放置在测温探头(11)内部的导热油中。5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其特征在于:所述测温探头(I I)为圆柱结构。6.根据权利要求1-5任一项所述的基于光纤光栅的炼铁高炉冷却水温度传感器，其特征在于:所述装卡螺纹(6)为标准螺纹，其尺寸与冷却炉壁上预留尺寸配套设置。
【文档编号】C21B7/24GK205653472SQ201620450087
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月18日 公开号201620450087.7, CN 201620450087, CN 205653472 U, CN 205653472U, CN-U-205653472, CN201620450087, CN201620450087.7, CN205653472 U, CN205653472U
【发明人】张磊, 米亭, 郑一博
【申请人】河北地质大学