[發(fā)明專利]基于光纖光柵傳感的陶瓷窯爐溫度檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810048991.5
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN101339080A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁佑新;陳靜;夏澤中;肖義平;許湘蓮;肖純;胡紅明;崔楷華
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王守仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感與檢測技術(shù)，特別涉及基于光纖光柵傳感的陶瓷窯爐溫度檢測方法。

背景技術(shù)

目前，陶瓷窯爐的溫度檢測方法有以下幾種：測溫錐、測溫環(huán)、測溫磚、光學(xué)高溫計(jì)、熱電偶。其中測溫錐(環(huán))是根據(jù)使用測溫錐(環(huán))的錐(環(huán))號來確定所測量的溫度；測溫磚是利用物體受熱收縮的原理進(jìn)行溫度的測量；光學(xué)高溫計(jì)是比對已知亮度與溫度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)燈泡中的燈絲亮度與被測目標(biāo)的輻射亮度，從而得出被測物體的溫度；熱電偶是用兩種不同的耐熱而又導(dǎo)電的材料制成細(xì)絲，將其一端焊接在一起，這個(gè)焊點(diǎn)若被加熱，另一端就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)勢本身很微弱，只有幾十毫伏，把它放大以后就能測量溫度。測溫錐(環(huán))和測溫磚測溫只能對溫度點(diǎn)進(jìn)行測量，連續(xù)測溫則不能實(shí)現(xiàn)，而且精度不夠高(兩相鄰錐號之間溫差一般在20度左右)；光學(xué)高溫計(jì)只是用來測量800℃以上的溫度，而且同測溫錐一樣只能對某些溫度點(diǎn)進(jìn)行測量，并且不能實(shí)現(xiàn)溫度信號與電信號的的轉(zhuǎn)化；熱電偶可以與電子設(shè)備相配合，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷窯爐的自動(dòng)化控制，但由于用熱電偶進(jìn)行測溫時(shí)是將其直接插入被測介質(zhì)，對窯體有一定的破壞性，動(dòng)態(tài)特性差，由于要接觸被測物體，故對被測物體的溫度分布有影響，且不能應(yīng)用于甚高溫測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于光纖光柵傳感的陶瓷窯爐溫度檢測方法，該方法對爐體可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測溫，并能把溫度信號實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為電信號，動(dòng)態(tài)特性好，且不受電磁干擾。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的陶瓷窯爐溫度檢測方法是運(yùn)用光纖光柵傳感技術(shù)對陶瓷窯爐溫度進(jìn)行檢測，具體是：在陶瓷窯爐爐體的兩外側(cè)面和外頂部放置光纖，每根光纖中串接多個(gè)光柵，構(gòu)成光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)，對窯爐溫度進(jìn)行分布式測量。

本發(fā)明提供的陶瓷窯爐溫度檢測方法應(yīng)用在陶瓷窯爐爐體溫度的檢測中。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)：

1.改變了陶瓷窯爐點(diǎn)對點(diǎn)溫度檢測模式，將分布式技術(shù)與光纖光柵傳感技術(shù)相結(jié)合，采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對陶瓷窯爐的溫度信號進(jìn)行檢測。因此，對陶瓷窯爐窯體進(jìn)行溫度測量時(shí)，具有好的動(dòng)態(tài)特性，其測量值能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反映窯爐內(nèi)的溫度。

2.改變了陶瓷窯爐傳統(tǒng)溫度檢測方法，運(yùn)用光纖光柵傳感技術(shù)對陶瓷窯爐溫度進(jìn)行非接觸測溫，可實(shí)現(xiàn)對窯爐爐體無損傷檢測。

3.將具有穩(wěn)定性好、體積小、抗電磁干擾強(qiáng)的光纖光柵直接貼于窯爐爐體，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測溫，并能把溫度信號實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為電信號，當(dāng)與電子設(shè)備相配合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)陶瓷窯爐的健康監(jiān)測、故障診斷以及自動(dòng)控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明光纖光柵的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，其中：(a)是總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，(b)是樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例陶瓷窯爐溫度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.窯爐預(yù)熱帶；2.窯爐燒成帶；3.窯爐冷卻帶；4.光纖光柵網(wǎng)絡(luò)；401.光纖；402.光柵；403.耦合器；404.寬帶光源；405.解調(diào)儀；5.使用現(xiàn)場；6.控制現(xiàn)場；501.光纖布喇格光柵探頭；502.連接光纜；503.光連接器；504.傳輸光纜。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的陶瓷窯爐溫度檢測方法，是運(yùn)用光纖光柵傳感技術(shù)對陶瓷窯爐溫度進(jìn)行檢測。具體是：在陶瓷窯爐爐體的兩外側(cè)面和外頂部放置光纖，每根光纖中串接多個(gè)光柵，構(gòu)成光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)，對窯爐溫度進(jìn)行分布式測量。

所述光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：窯爐燒成帶2與窯爐預(yù)熱帶1及窯爐冷卻帶3相連。光纖光柵網(wǎng)絡(luò)4用于測量窯爐燒成帶的溫度，分別貼于窯爐燒成帶爐體的兩外側(cè)面和外頂部。光纖光柵網(wǎng)絡(luò)4是光纖布喇格光柵傳感器采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，光纖布喇格光柵傳感器由光纖401和光柵402構(gòu)成，每根光纖401中串接多個(gè)光柵402，且光纖布喇格光柵傳感器采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明陶瓷窯爐溫度檢測方法，可采用以下步驟的方法：

1.構(gòu)建基于光纖光柵傳感技術(shù)的陶瓷窯爐溫度檢測系統(tǒng)：

(1)構(gòu)建基于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖光柵傳感技術(shù)的陶瓷窯爐溫度檢測系統(tǒng)：

本系統(tǒng)是將光纖光柵采用總線型連接方式構(gòu)成的，如圖2(a)所示：它是將寬帶光源404和解調(diào)儀405通過電纜經(jīng)耦合器403與一根串接有多個(gè)光柵402的光纖401連接起來，解調(diào)儀通過數(shù)字采集卡與計(jì)算機(jī)連接而形成的。

(2)構(gòu)建基于樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖光柵傳感技術(shù)的陶瓷窯爐溫度檢測系統(tǒng)：