[发明专利]反应器测温系统、反应器和光纤布拉格光栅的制备方法

说明书

本发明提供了一种反应器的测温系统，包括：光纤布拉格光栅传感器阵列，布置在反应器的本体内，用于监测本体轴向多个位置的温度，获得温度传感光信号；以及光纤光栅解调仪，连接光纤布拉格光栅传感器阵列，用于解调温度传感光信号。本发明还提供了一种反应器，包括：本体；光纤布拉格光栅传感器阵列，布置在本体内，用于监测反应器轴向多个位置的温度，获得温度传感光信号。本发明还提供了一种光纤布拉格光栅的制备方法，包括以下步骤：使用单模光纤制备光纤布拉格光栅；以及对光纤布拉格光栅进行退火处理，包括将光纤布拉格光栅加热至400℃以上，并保持100至200小时。

技术领域

本发明主要涉及光纤光栅传感技术领域，尤其涉及一种反应器测温系统、反应器和光纤布拉格光栅的制备方法。

背景技术

固定床反应器是化工厂的重要设备，在许多工业场合中，如固定床反应器的设备装置在工作时的环境温度都处于较高的范围内。固定床反应器内部装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程，工作温度高达几百摄氏度。固定床反应器能否在工作期间正常运行，直接影响着化工厂是否可以实现安全生产。对如固定床反应器的设备装置的工作环境温度进行实时监测，不仅有利于研究反应过程的温度变化，还可以实时报警，从而保障化工厂的生产安全，做到防范于未然。

现有的测温技术一般利用人工点式测量为主，依靠人工定时巡检，使用热电偶进行温度数据的采集。目前的方法存在以下缺陷：1、定时巡检的方法只能检测具体某个时间点的温度数据，难以实时监测温度状况；2、一个热电偶单次只能测量一个位点的温度，存在着较大的监测盲区，导致监测不完备，从而存在着较大的安全隐患；3、热电偶抗腐蚀性较差且容易受到电磁干扰，其测量精度会随着使用时间的增长逐渐降低，进而无法保障其在高温恶劣环境下的长期稳定工作。

另一方面，光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)在领域内可以作为一种光纤传感器，其具有不受电磁干扰、体积小、不受腐蚀等适于代替上述热电偶测温的优势。然而，现有技术中的FBG传感器并不具备高温环境下的传感和监测能力，无法满足上述高温环境下的反应器的测温需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种反应器的测温系统，可以实现高温工作环境下反应器内部温度的实时和全方位的监测，在时间和空间上均避免了监测盲区，显著提高了监测的精度和效果。本发明的一种反应器的测温系统包括：光纤布拉格光栅传感器阵列，布置在所述反应器的本体内，用于监测所述本体轴向多个位置的温度，获得温度传感光信号；以及光纤光栅解调仪，连接所述光纤布拉格光栅传感器阵列，用于解调所述温度传感光信号。

在本发明的一种反应器的测温系统的一实施例中，所述光纤布拉格光栅传感器阵列包括多个光纤布拉格光栅传感器，其中各个光纤布拉格光栅传感器所对应的中心波长不同，所述光纤光栅解调仪将多波长混合的温度传感光信号分离并解调成独立的多个温度传感光信号。

在本发明的一种反应器的测温系统的一实施例中，所述光纤布拉格光栅传感器阵列中，相邻光纤布拉格光栅传感器之间轴向间距最小为1～2厘米。

在本发明的一种反应器的测温系统的一实施例中，所述光纤布拉格光栅传感器阵列与所述本体内壁在径向上隔开。

在本发明的一种反应器的测温系统的一实施例中，本发明的一种反应器的测温系统还包括至少一层保护管，套设在所述光纤布拉格光栅传感器阵列之外。

在本发明的一种反应器的测温系统的一实施例中，本发明的一种反应器的测温系统包括至少两个光纤布拉格光栅传感器阵列，所述包括至少两个光纤布拉格光栅传感器阵列中的光纤布拉格光栅传感器在所述本体轴向交错排列。

在本发明的一种反应器的测温系统的一实施例中，所述光纤布拉格光栅传感器阵列是经过400℃以上100至200小时的退火处理以使最高工作温度达到400℃。