本实用新型专利技术涉及一种基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头，属于一种热传感设备，包括光纤光栅(1)、导热套管(2)、封装壳体(5)、反应外壳(6)和封头(7)，所述导热套管(2)通过封头(7)设置在封装壳体(5)内部，所述光纤光栅(1)的热传感栅区靠近前端，所述热传感栅区设置在导热套管(2)内部，所述光纤光栅(1)的尾纤(8)穿过所述封头(7)露出于封装壳体；所述反应外壳(6)套在封装壳体之外，所述反应外壳(6)与酸反应放热引起导热套管(2)温度上升，光纤光栅(1)感应导热套管的温升。本实用新型专利技术的探头可针对一定浓度的酸溶液有效针对性检测，灵敏度高，干扰小，可在化工工业管道监测中推广应用。
【技术实现步骤摘要】
一种基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头
本技术涉及热传感探头，具体涉及一种基于酸腐蚀放热的光纤光纤热传感探头。
技术介绍
化工企业和制药企业的管道输送介质多数为强腐蚀性原料。强腐蚀介质主要是指强酸性或强碱性的流体介质。输送强腐蚀介质的化工管道多选择不锈钢材料，但就是在这种耐腐蚀性极好的管道上也常会发生腐蚀现象。近年来，有关因为管道或储罐泄漏而引起的化工安全环保的事故已见报道，例如青岛东方化工股份有限公司发生硫酸储罐破裂事故，罐内2800多吨硫酸泄漏，造成6名职工死亡，13人受轻伤(数据来自中国应急管理部门)。对于常温的酸碱介质输送管道，泄漏点处的温度差异很小，基于温度变化难以查找泄漏点。目前市场上美国泰科热控公司的产品TT7000感酸线缆可专门用于浓硫酸的泄漏监测，可以感知渗漏，但是其长度最长仅300m，且价格昂贵，只能在少量关键点安装。东营五色石测漏技术有限公司基于“负压波+输差分析”测漏技术也只能够实现较大泄漏的在线监测报警和定位，报警反应时间需要120s，不能及时发现渗漏情况。光纤传感器由于体积小、精度高、传输距离远、全兼容于光纤、能埋入智能材料等特点，已经广泛应用于传感领域，在中国专利文献中，还未见针对酸溶液泄漏检测的光纤光栅传感器。
技术实现思路
针对常温酸溶液泄漏监测的实际难度，本申请提供一种可检测酸溶液泄漏的光纤光栅传感探头。利用泄漏的酸溶液发生酸碱中和反应，反应放热，基于光纤光栅测温对反应放热导致的温差进行检测，从而间接对酸溶液泄漏进行检测。该光纤光栅传感探头可针对一定浓度的酸溶液有效针对性检测，灵敏度高，干扰小，可在化工工业管道监测中推广应用。本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头，包括光纤光栅、导热套管、封装壳体、反应外壳和封头，所述导热套管通过封头设置在封装壳体内部，所述光纤光栅的热传感栅区靠近前端，所述热传感栅区设置在导热套管内部，所述光纤光栅的尾纤穿过所述封头露出于封装壳体；所述反应外壳套在封装壳体之外，所述反应外壳与酸反应放热引起导热套管温度上升，光纤光栅感应导热套管的温升。优选地，所述光纤光栅的热传感栅区就近位于所述导热套管的中心。优选地，所述导热套管的前端设置第一夹持件，后端设置第二夹持件，第一、二夹持件将导热套管悬空设置在封装壳体内部。优选地，所述光纤光栅和导热套管一起固定在所述第二夹持件上，且光纤光栅(1)的前端在导热套管内自由悬空。优选地，所述封装壳体的材料为陶瓷，陶瓷本身耐酸腐蚀，能够保护封装壳体内的元件。优选地，所述第一夹持件、第二夹持件的材料为硅橡胶，具有一定弹性能够承受一部分导热套管因热胀冷酸产生的作用力。优选地，所述导热套管为铜管，传热系数好，能够提高光纤光栅的灵敏度。本申请的反应外壳的制备原料包括基体、碱性填料和色母粒组成。所述基体为尼龙或聚醚醚酮，所述碱性填料为氢氧化镁和或氢氧化铝，所述色母粒为炭黑。利用碱性填料与酸溶液发生酸碱中和反应，反应放热，使局部温度升高，再有光纤光栅进行热感应。可选地，所述光纤光栅的工作波长为1525-1565nm，所述尾纤与波长调解仪连接，光纤光栅的反射波由波长调解仪解析，根据反射波波长的变化来判断温度变化，据此推测是否有酸反应发生。与现有技术相比，本技术的优点在于：(1)本探头可以直接用于检测酸性介质，例如浓硫酸、浓盐酸，输送管道或储罐的泄漏，结构简单，探测准确度高。(2)本申请探头耐碱，且在弱酸溶液中不发生反应，有效避免环境干扰引起的误报。(3)采用陶瓷封装，能有效保护内部结构不受腐蚀，泄漏检测后可在陶瓷外重新替换反应外层继续使用，可重复使用。附图说明图1为本技术实施例中光纤光栅热传感探头的结构示意图；图中：光纤光栅1、导热套管2、第一夹持件3、第二夹持件4、封装壳体5、反应外壳6、封头7、尾纤8。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义本实施例涉及一种基于酸碱反应放热的光纤光栅热传感探头，可用于检测酸性介质传输管道、储罐是否发生泄漏。该探头包括光纤光栅1、导热套管2、第一夹持件3、第二夹持件4、封装壳体5、反映外壳6和封头7。光纤光栅1的传感栅区靠近前端，内置在导热套管2里面，光纤光栅2前端为自由端，相对导热套管是悬空的，导热套管2的两端分别用第一夹持件3和第二夹持件4固定，也是悬空设置在封装壳体5内部，封装壳体5外部套有反应外壳6，外应外壳6可以是涂覆层，也可以是成型后的壳套，可以穿套在封装壳体5外面。所述封头7将导热套管2和光纤光栅的传感栅区密封在封装壳体5内部，光纤光栅的尾纤8穿过封头7露出于封装壳体5。一般地，可以在尾纤8部位用胶水辅助封头7密封。上述方案中的反应外壳6由高分子材料、反应物、阻燃剂和色母粒等原料制备而成，反应外壳6应能够与特定酸度的酸溶液发生酸碱中和反应，放热，在低浓度的酸溶液、碱溶液或水等其他介质中不发生反应。这其中的高分子材料可以是尼龙PA6或聚醚醚酮PEEK，可以被一定浓度的酸溶液，例如盐酸、硫酸或硝酸等，腐蚀。反应物由氢氧化镁和或氢氧化铝组成，与酸溶液发生中和反应后迅速放热，反应物的含量一般可以为高分子材料的20-30wt％；其中氢氧化镁同时作为阻燃剂，起到阻燃效果，避免万一遇到明火，导致元件燃烧。所述的色母粒主要成分是炭黑，可以防止紫外老化，其添加量为高分子材料的0.8-2wt％，用于延长使用寿命。本实施例中的反应外壳6在接触到浓度为17wt％以上的盐酸溶液后可迅速反应放热，使局部温度上升5℃以上，与浓度低于10wt％的盐酸溶液不发生反应。反应针对性强，不易受环境干扰。上述方案中的封装壳体的材料为陶瓷，可以保护内部元件不受酸溶液腐蚀，起到隔绝保护的作用。上述方案中的第一、二夹持件为硅橡胶材料，用于固定导热套管两端，同时作为弹性体可承受一部分导热套管因热胀冷缩产生的作用力，稳定结构。上述方案中导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头，其特征在于：包括光纤光栅（1）、导热套管（2）、封装壳体（5）、反应外壳（6）和封头（7），所述导热套管（2）通过封头（7）设置在封装壳体（5）内部，所述光纤光栅（1）的热传感栅区靠近前端，所述热传感栅区设置在导热套管（2）内部，所述光纤光栅（1）的尾纤（8）穿过所述封头（7）露出于封装壳体；所述反应外壳（6）套在封装壳体之外，所述反应外壳（6）与酸反应放热引起导热套管（2）温度上升，光纤光栅（1）感应导热套管的温升。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头，其特征在于：包括光纤光栅（1）、导热套管（2）、封装壳体（5）、反应外壳（6）和封头（7），所述导热套管（2）通过封头（7）设置在封装壳体（5）内部，所述光纤光栅（1）的热传感栅区靠近前端，所述热传感栅区设置在导热套管（2）内部，所述光纤光栅（1）的尾纤（8）穿过所述封头（7）露出于封装壳体；所述反应外壳（6）套在封装壳体之外，所述反应外壳（6）与酸反应放热引起导热套管（2）温度上升，光纤光栅（1）感应导热套管的温升。
2.根据权利要求1所述的基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头，其特征在于：所述光纤光栅（1）的热传感栅区就近位于所述导热套管（2）的中心。
3.根据权利要求1所述的基于酸腐蚀放热的光纤光栅热传感探头，其特征在于：所述导热套管（2）的前端设置第一夹持件（3），后端设置第二夹持件（4），第一、二夹持件将导热套管悬空设置在封装壳体（5）内部。
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯维一，方玄，徐红，刘礼华，赵霞，黄晓炜，陈云，苏武，吉俊兵，
申请(专利权)人：江苏法尔胜光电科技有限公司，江苏法尔胜光通信科技有限公司，法尔胜泓昇集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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