專利名稱：可燃氣體濃度光纖監測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油煉制、貯存、運輸、石油液化氣站等，可燃氣體的安全監 測裝置，特別涉及一種可燃氣體濃度光纖監測裝置。
二、背景技術原油、汽油、輕質油、天然氣中含有及易揮發的甲烷、丁烷，空氣中含量超過60g/m3 時在> 55°C或遇火會爆炸，因此國家標準嚴格規定烴類的閃點值為> 55°C。石油儲運、氣 站、化工廠、煉油廠的可燃氣體濃度監測的安全性和可靠性是確保帶有易燃氣體原料安全 生產及貯存、運輸的關鍵技術。目前易燃易爆場所采用的電子監測設備不能準確的分析甲 烷、丁烷的含量，而且帶電監測本身就存在不安全因素。
三、發明內容本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種避免帶電監測的 可燃氣體濃度光纖監測裝置。其技術方案是主要由光端機、光信息解調儀、用高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜 和傳感器組成，所述的光端機和光信息解調儀安放在監控室或值班室內，所述的光端機和 光信息解調儀通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜連接多個傳感器，光端機發出高速激光 通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜傳給各個傳感器，所述的傳感器通過激光可準確識別 出待檢測氣體的頻率和波長，并隨時把檢測信息通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜傳回 給光信息解調儀。上述的待檢測氣體為甲烷、丁烷等可燃氣體。上述的高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜上設有相位光柵。本實用新型的有益效果是通過微激光技術分別把待檢測氣體的光譜頻率和波長 寫入纖芯，用高分子絕緣材料把光纖制作成監測傳感器和光纜。根據監測氣體的光譜頻率 和波長設置監測信息解調儀，光纖傳感器根據設計的光譜頻率和波長識別出監測氣體并將 信息傳給解調儀，解決了光纖在線實時監測危險氣體濃度的問題。
附圖1是本實用新型的結構示意圖；附圖2是本實用新型的計算機的屏幕顯示圖；上圖中1、光端機；2、光信息解調儀；3、用高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜；4、傳 感器；5、監測傳感器編號；6、監測氣體濃度；7、激光功率監測顯示。
五具體實施方式
結合附圖1和2，對本實用新型作進一步的描述本實用新型主要由光端機1、光信息解調儀2、用高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜3和傳感器4組成，所述的光端機1和光信息解調儀2安放在監控室或值班室內，所述的光 端機1和光信息解調儀2通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜3連接多個傳感器4，光端機 1發出高速激光通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜3傳給各個傳感器4，所述的傳感器4 通過激光可準確識別出設計檢測氣體的頻率和波長，并隨時把檢測信息通過高分子絕緣材 料鎧裝的監測光纜3傳回給光信息解調儀2。參照附圖2，本實用新型的計算機的屏幕顯示 圖，顯示多個監測傳感器編號5 ；每個傳感器傳回的監測氣體濃度6 ；下方是激光功率監測 顯不7 ο上述的待檢測氣體為甲烷、丁烷等可燃氣體。本實用新型為實現在混合氣體中監測甲烷或丁烷的氣體濃度，研制一種攙有光敏 材料的光纖，用微激光技術分別把甲烷、丁烷的光譜頻率和波長寫入纖芯制成傳感器，該傳 感器可從各種的混合氣體中通過波長識別甲烷、丁烷的氣體，(甲烷、丁烷光譜波長分別是 1651nm、16784nm。)通過識別氣體的光譜頻率變化解調儀計算出相應的氣體濃度，監測結果 隨時顯示在計算機的屏幕上并自動存儲記錄。例如甲烷的吸收光譜線是1651nm。首先我們將DFB激光器調節到接近吸收光譜線 的地方，然后將一個隨著時間變化的斜坡信號加載到激光器中，去震蕩掃描以待測氣體的 吸收譜線為中心的頻率范圍。在進行掃描時，反射的傳輸信號被接收器同步記錄。歸一化 的傳輸信號波動與系統參考點(技術上稱之為O點)構成吸收光譜線透射率方程。方程中 信號幅值和氣體的濃度是成正比的。通過反復掃描整個吸收情況結合取零點做參考，系統 在本質上是自我校準的。在吸收很弱的情況下，例如甲烷的濃度< 時，在誤差和系統 噪聲的影響下直接恢復信號缺乏必要可探測靈敏度，為了解決這個問題，于是我們使用了 帶波長調節功能的振幅調制器，除了對激光注入斜坡震蕩，我們同時采用了高頻率正弦波。 正弦波和氣體吸收譜線的相互作用，在相同的頻率上產生了振幅調制信號。如果解析度和 敏感度沒有限制，因為是直接探測，就會看見吸收譜線傳輸信號。在接收端鎖定探測，然后 通過振幅調制信號恢復所需波長就可以通過周密的信號處理，提取檢測氣體的濃度。本項技術與現有技術相比具有顯著特點1、無電監測。2、用光譜檢測氣體的頻率和波長。3、把要監測氣體的頻率和波長用微激光技術寫入纖芯制成傳感器。4、傳感器可通過光端機的激光準確識別出設計檢測氣體的頻率和波長并隨時把 檢測信息傳給光信息解調儀計算結果。5、本項技術不帶點不導電絕緣性好識別精度高，抗電磁干擾，防雷防靜電。
權利要求1.一種可燃氣體濃度光纖監測裝置，其特征是主要由光端機(1)、光信息解調儀O)、 用高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜C3)和傳感器(4)組成，所述的光端機(1)和光信息解 調儀( 安放在監控室或值班室內，所述的光端機(1)和光信息解調儀( 通過高分子絕 緣材料鎧裝的監測光纜C3)連接多個傳感器，光端機(1)發出高速激光通過高分子絕緣 材料鎧裝的監測光纜( 傳給各個傳感器，所述的傳感器(4)通過激光可準確識別出待 檢測氣體的頻率和波長，并隨時把檢測信息通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜C3)傳回 給光信息解調儀(2)。
2.根據權利要求1所述的可燃氣體濃度光纖監測裝置，其特征是所述的待檢測氣體 為甲烷或丁烷。
3.根據權利要求1所述的可燃氣體濃度光纖監測裝置，其特征是所述的高分子絕緣 材料鎧裝的監測光纜( 上設有相位光柵。
專利摘要本實用新型涉及一種可燃氣體濃度光纖監測裝置。其技術方案是主要由光端機、光信息解調儀、用高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜和傳感器組成，所述的光端機和光信息解調儀安放在監控室或值班室內，所述的光端機和光信息解調儀通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜連接多個傳感器，光端機發出高速激光通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜傳給各個傳感器，所述的傳感器通過激光可準確識別出待檢測氣體的頻率和波長，并隨時把檢測信息通過高分子絕緣材料鎧裝的監測光纜傳回給光信息解調儀。本實用新型解決了光纖在線實時監測危險氣體濃度的問題。
文檔編號G08C23/06GK201917520SQ20102069796
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者薛炳平, 馬明 申請人:勝利油田三力石油技術開發有限公司