[发明专利]检测锅炉炉温的火检光纤传光束及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力、石油及化工行业用于检测和控制锅炉炉温装置。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，越来越多的场合需要应用光纤。光纤的特点是防电磁干扰，耐腐蚀、柔软可弯曲等，尤其在电力、石油、化工等行业更显其优势。本发明使用的光纤为玻璃光纤，玻璃光纤制品的透过率由光纤材料本身光学玻璃的纯洁度、芯皮界面结合情况以及光束端面的抛光质量和装配工艺等决定。

以电厂为例，为了防止锅炉燃烧出现危险工况时发生炉膛爆燃而造成恶性事故，现广泛使光纤火检装置监控。现普遍的检测方法是将一端带有聚光透镜的光纤束端头放在靠近锅炉位置，用于采集火焰的信号；另一端放在监测仪器位置，用于输出信号。普通玻璃光纤传光束的制作方法是将松散的一束光导纤维裸丝的两端用环氧树脂胶粘结在一起成为一体(如图1，在图1中1为金属保护器件，2为一束光导纤维裸丝，3为金属保护管)，且为了降低胶层对光的吸收，采用的胶的折射率不能高于光导纤维裸丝包层的折射率，所以就限制了胶的选择范围。目前，采用环氧胶粘接的玻璃光纤传光束在超过380℃情况下，环氧胶就会挥发，导致玻璃光纤端头松散、端面不平整，出现光纤断丝，使得光纤束的透过率大大降低。而在锅炉高温端的光纤端头所处位置的温度超过了500℃，采用环氧胶粘接的玻璃光纤传光束不适合作为检测装置。

发明内容

因此本发明的目的是制作一种不使用胶粘剂而把一束光导纤维裸丝粘接在一起的光纤传光束，能在高温500℃-600℃情况下监控锅炉炉温。

本发明提供的一种检测锅炉炉温的火检光纤传光束，包括一束光导纤维裸丝2，光导纤维裸丝2两端套有的金属保护器件1，以及在光导纤维裸丝2中部外套有的金属保护管3，其特征在于，在所述的光导纤维裸丝2和金属保护器件1之间还设置玻璃管4，并且在一端的金属保护器件1外层套有一端带聚光透镜的金属保护器件5；所述的玻璃管软化温度为600℃-650℃。

所述的检测锅炉炉温的火检光纤传光束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将松散的一束光导纤维裸丝的两端装入玻璃管中，将两端分别放入高温炉中加热到650℃-655℃，此过程中玻璃管先软化，随后光导纤维包层软化但光导纤维芯没有软化，将光导纤维裸丝收紧成为一体，继续保温15-20分钟然后空冷至室温；所述的玻璃管软化温度为600℃-650℃。

再将收紧为一体的光导纤维裸丝两端端头用耐高温结构胶与金属保护器件粘结在一起，将光导纤维裸丝端面研磨、抛光后，用一端带聚光透镜的金属保护器件套在粘结有光导纤维裸丝的金属保护器件外层后固定；所述耐高温结构胶耐温温度在780℃以上。(如图2，在图2中的4为玻璃管，5为一端带聚光透镜的金属保护器件)。

本发明原理是根据光导纤维芯的软化点略高于光导纤维包层的软化点。通常所说的光导纤维裸丝即是由光导纤维芯和包在其外面的光导纤维包层组成，芯和包层的主要成分都是玻璃，芯材料的折射率大于包层材料的折射率，芯的软化点为670℃-680℃，略高于包层的软化点。因此通过软化玻璃管和光导纤维包层，将一束光导纤维裸丝收紧为一体，而不需要环氧胶粘接，这样光纤端头在超过380℃后不会出现光纤端头松散、端面不平整以及断丝的现象，光纤束的透过率不会受到影响，就能够在高温500℃-600℃情况下正常使用，监控锅炉炉温。

附图说明：

图1：普通光纤传光束结构示意图；

图2：火检光纤传光束结构示意图。

具体实施方式

一种检测锅炉炉温的火检光纤传光束，包括一束光导纤维裸丝2，光导纤维裸丝2两端套有的金属保护器件1，以及在光导纤维裸丝2外套有的金属保护管3，其特征在于，在所述的光导纤维裸丝2和金属保护器件1之间还设置玻璃管4，并且在一端带聚光透镜的金属保护器件5套在金属保护器件1外层。

光导纤维裸丝为玻璃光导纤维裸丝，单根玻璃光导纤维裸丝直径为Φ50μm。所述玻璃管成分为硅酸盐，长度为10mm，在600℃-650℃范围内可以软化。

所述耐高温结构胶为TS812高温结构胶，耐温780℃。

将松散的一束光导纤维裸丝的两端装入玻璃管中，将两端分别放入高温炉中加热15-20分钟到650℃-655℃，此过程中玻璃管先软化，随后光导纤维包层软化但光导纤维芯没有软化，将光导纤维裸丝收紧成为一体，继续保温15-20分钟然后空冷至室温；

再将收紧为一体的光导纤维裸丝两端端头用耐高温结构胶与金属保护器件粘结在一起，将光导纤维裸丝端面研磨、抛光后，用一端带聚光透镜的金属保护器件套在粘结有光导纤维裸丝的金属保护器件外层后顶丝固定。