光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用
光纤传感技术在石油化工行业中的应用研究
光纤传感技术在石油化工行业中的应用研究一、引言随着科技的发展和工业现代化的推进，石油化工行业的自动化程度越来越高，如何更好地监测及控制化工过程中的温度、压力、流量等各种参数就成为了行业关注的热点。
而光纤传感技术的出现不仅克服了传统的传感器存在的诸多缺点，而且还具有极高的稳定性和灵敏度，因此得到了越来越广泛的应用。
本文将探讨光纤传感技术在石油化工行业中的应用研究。
二、光纤传感技术的优势1.高稳定性：传统的传感器容易受到环境的影响而导致测量数据不准确，而光纤传感器利用光学原理进行测量，不受外界环境影响，具有高稳定性。
2.高灵敏度：光学传感器的灵敏度很高，这意味着它们可以检测到微小的物理变化，包括温度、压力、形状和振动等。
3.线性范围广：与传统传感器比较，光纤传感器的线性范围很广，因此，它们可以测量大量的变化，比如温度、压力、力量、振动和形状等。
三、光纤传感技术在石油化工行业中的应用1.温度测量在石油化工厂中，测量反应釜、管道、加热器等的温度是非常关键的，因为它对反应过程和设备运行的影响很大。
光纤传感技术可以准确地测量温度变化，即使在极端条件下也能保持高度的精度。
通过在管道和设备上安装光纤温度传感器，可以及时监测温度变化，提高化工生产的质量和效率。
2.压力测量在许多石油化工过程中，压力和流量控制至关重要。
为了获得高质量的产品和有效的工艺控制，必须准确地测量这些参数。
利用光纤传感技术的高稳定性，可以实现石油化工过程中对流体压力的监测和控制，提升产品质量和产能。
3.流量测量完整且准确地测量流量是石油化工生产的关键要素之一。
使用光纤传感技术的气体流量传感器可以实现高精度流量测量，然后根据数据进行反馈调整，以便对化工过程进行稳定的控制，保证质量稳定、生产效率高。
4.振动检测在石油化工设备的使用中，由于物料的流动或液体的蒸发等原因，很容易出现弦外之音，而这种情况往往表现为振动异常。
振动检测可帮助工程师们快速检测设备在安装、调整和使用过程中是否出现问题，光纤振动传感器不仅能够快速、准确地检测到设备的振动异常，而且可以远程实时监测异常情况，防止产生潜在的安全隐患。
光纤传感技术在油气管道监测中的应用研究
光纤传感技术在油气管道监测中的应用研究随着我国油气产业的不断发展，油气管道建设越来越成为国家战略的重要组成部分。
然而，长期以来油气管道的安全问题一直是业内关注的焦点。
而光纤传感技术作为一种非常先进的监测手段，可以很好地解决这一难题。
光纤传感技术可以通过一些先进的光电传感装置，将光纤转换成一种高科技的监测工具，从而对油气管道进行实时的监测和诊断。
光纤传感技术是指利用光纤作为传感器来检测和测量各种物理量的变化。
现代光纤传感技术已经发展到了一个非常高的水平，可以应用于多种领域，如航空航天、医疗、军事等，同时也被广泛应用于油气管道监测领域。
由于油气管道的环境非常苛刻，光纤传感技术必须具备极高的稳定性和可靠性。
在此方面，近年来国内外的技术研究已经取得了非常显著的进展。
中国也在不断地积极推进相关研究。
目前，国内主要的光纤传感技术在油气管道监测方面主要包括：光纤光栅传感、布里渊光纤传感、拉曼光纤传感等。
其中，光纤光栅传感技术是目前最受欢迎的技术之一。
该技术可以监测温度、应变、振动等多个指标，具有密切跟踪能力，不能仅检测管道表面的问题，而且还可检测管道内部的变化。
此外，光纤光栅监测技术还可以实现在线监测，确保管道的长期稳定性。
布里渊光纤传感技术是另一种应用较为广泛的技术。
当光在布里渊纤芯中传输时，它会与分子发生相互作用，产生散射。
通过对散射光信号进行分析，就可以得到温度、应变等物理量的信息。
与光栅传感技术相比，布里渊传感技术有更大的监测范围。
拉曼光纤传感技术则是依靠光纤自带的本征光谱进行检测，而光谱信息又与环境中的温度、应变、压力等物理量之间存在着对应关系。
通过检测不同环境下光谱的差异，可以得到温度、应变等物理量的信息。
应用光纤传感技术可以大大提高油气管道的安全性和可靠性，为油气行业的健康发展提供了强有力的支持。
但是，光纤传感技术发展中也存在一些问题亟需解决：首先，光纤传感技术的成本较高，这也是行业市场推广的一大问题。
光纤传感技术在石油化工中的应用研究
光纤传感技术在石油化工中的应用研究随着现代科技的不断发展，光纤传感技术在石油化工中的应用越来越广泛。
光纤传感技术是指通过光学原理，利用光纤作为传感器来测量物理量的一种新型传感技术。
在石油化工领域中，光纤传感技术具有高精度、高灵敏度、实时监测、长寿命等特点，因此备受石油化工行业的关注和青睐。
本文将从光纤传感技术的原理、石油化工领域中的应用以及未来发展方向三个方面进行探讨。
一、光纤传感技术的原理光纤传感技术是一种基于光学原理的传感技术，它主要利用光纤内部的折射率变化来达到测量物理量的目的。
当光线在光纤内部传播时，由于光线与纤芯之间的反射率不同，光线就会发生反射和透射。
当光线遇到光纤内部存在的物理量的影响时，光线的反射和透射就会发生微小的变化，这种变化就可以被测量，进而得出物理量的大小。
这就是光纤传感技术的基本原理，也是其能够实现物理量高精度测量的关键所在。
二、光纤传感技术在石油化工领域中的应用1. 温度传感在石油化工中，各种化学反应需要在一定的温度范围内进行，严格控制温度对于反应的质量和产率都有着至关重要的影响。
传统的温度测量方法需要将测量仪器直接置于测量区域内，但这种方法存在着精度较低、易受干扰等缺点。
而光纤温度传感技术则能够解决这些问题。
利用光纤传感器可以将温度的变化转化为光信号的变化，通过检测光信号的变化就能够精确测量温度的变化情况，进而实现对温度的实时监测。
2. 压力传感在石油化工生产过程中，各个生产环节中都需要对压力进行实时测量。
传统的压力传感技术存在着多项问题，比如易受干扰、精度低等。
而光纤传感技术的应用则能够有效解决这些问题。
利用光纤传感器可以将压力的变化转化为光信号的变化，通过对光信号的变化进行检测就能够实现对压力的实时监测和测量。
3. 气体浓度传感石油化工生产中，存在着多种有毒有害气体，严重影响工人的身体健康。
因此，实时监测有害气体的浓度是至关重要的。
光纤传感技术的应用在此处显得尤为重要。
光纤传感技术在油气管道安全监测中的应用研究
光纤传感技术在油气管道安全监测中的应用研究引言：随着全球能源需求的不断增长，油气管道成为能源运输的重要通道。
然而，油气管道的安全问题一直是一个值得关注的领域。
传统的油气管道监测技术存在一些局限性，不足以满足日益复杂的安全监测需求。
光纤传感技术作为一种新兴的监测手段，具有高精度、高分辨率、多参数同时监测等特点，在油气管道安全监测中得到了广泛的应用。
1. 光纤传感技术概述光纤传感技术是利用光纤作为传感器的载体，通过采集光纤中光信号的变化实现对环境参数的测量。
光纤传感技术具有高精度、高灵敏度、抗干扰性好、可靠性高等优点，因此在油气管道安全监测中得到了广泛的关注。
2. 光纤应变传感在油气管道中的应用光纤应变传感技术是利用光纤的应变响应特性来测量油气管道的应变情况，进而判断管道的安全状况。
通过在油气管道表面固定光纤传感器，当管道发生应变时，光纤会发生相应的变化，通过测量光纤中光信号的变化，可以准确地获得管道的应变信息。
光纤应变传感技术具有高精度、高分辨率等特点，能够实时、连续地监测管道的应变情况，对于油气管道的安全监测具有重要意义。
3. 光纤温度传感在油气管道中的应用油气管道在运输过程中会受到温度的影响，温度变化可能引发管道的膨胀、收缩等问题，进而影响管道的安全性。
光纤温度传感技术利用光纤的热敏特性，可以实时、连续地监测油气管道的温度变化。
通过将光纤传感器安装在管道表面或埋入管道内部，可以准确地测量管道的温度变化，及时发现温度异常，对管道的安全运行提供保障。
4. 光纤压力传感在油气管道中的应用油气管道的压力变化对其运行安全起着至关重要的作用。
传统的压力传感技术存在着安装复杂、信号干扰等问题。
而光纤压力传感技术通过将光纤与受测压力介质相联，通过压力引起光纤中光信号的变化来实现对油气管道压力的测量。
光纤压力传感技术具有高灵敏度、抗干扰性好等优点，在油气管道的安全监测中具有重要的应用价值。
5. 光纤泄漏监测在油气管道中的应用油气管道泄漏是一种严重的安全隐患，传统的泄漏监测方法存在着局限性。
光纤传感技术在石油化工安全监测中的应用研究
光纤传感技术在石油化工安全监测中的应用研究随着现代工业的迅猛发展，石油化工行业对安全监测的需求也日益增加。
随之而来的是对新型监测技术的探索，以提高石油化工工艺的安全性和效率。
光纤传感技术作为一种新兴的监测技术，具备传感范围广、高精度、实时性好等特点，在石油化工安全监测领域得到了广泛研究和应用。
一、光纤传感技术的基本原理光纤传感技术是利用光纤作为传感元件，通过光信号与物理量相互作用，最终将物理量转化成光信号输出。
它主要依靠光纤的特殊结构和光的特性进行传输和检测。
在石油化工安全监测中，通过在光纤上引入特殊的物质或结构，可以实现对温度、压力、振动、电磁场等多种物理量的实时监测。
二、温度监测在石油化工工艺中，温度是一个重要的参数，对生产过程和设备安全具有重要意义。
光纤传感技术可以通过光纤的热传导效应和光纤的光衰减特性，实现对温度的高精度监测。
通过在光纤上引入光纤光栅传感器，可以实现对温度变化的快速响应和精确测量。
三、压力监测在石油化工过程中，液体和气体的压力是衡量工艺安全性的重要指标。
光纤传感技术可以利用光纤光栅或光纤布拉格光栅等传感器，通过测量光纤的压力变化来实现对压力的实时监测。
相比传统的压力传感器，光纤传感器具有体积小、抗干扰性强等优势，可以适用于狭小空间和复杂环境中的压力监测。
四、振动监测在石油化工设备运行过程中，常常伴随着振动现象，这不仅对设备寿命造成影响，还可能导致设备故障和事故发生。
光纤传感技术可以通过光纤光栅传感器等设备，实现对振动信号的高精度监测和分析。
通过对振动信号进行实时监测和处理，能够预测设备的故障、研判设备的可靠性，并可以根据预警进行相应的维护和修复。
五、泄漏监测石油化工过程中，泄漏事故往往给环境和人员带来重大的安全和健康风险。
光纤传感技术可以通过在地下或设备表面敷设光纤，并利用光纤光学特性和光纤长距离传输的特点，实现对泄漏的实时监测和定位。
通过监测光信号的强度变化和频率变化，可以准确判断是否发生泄漏，并及时采取措施进行处理，防止事故的发生和扩大。
光纤传感技术在石油化工工业中的应用分析
光纤传感技术在石油化工工业中的应用分析随着石油化工行业的不断发展，传感技术已成为石油化工工业生产控制中必不可少的手段之一。
而在传感技术中，光纤传感技术以其高精度、高稳定性、高实时性等优越性能，在石油化工工业中的应用也越来越广泛。
本文将从光纤传感技术的原理入手，分别介绍其在石油化工工业领域中的压力传感、温度传感和液位传感应用，并对其优缺点进行分析。
一、光纤传感技术的原理光纤传感技术是利用光纤的折射指数、衰减和相位等物理量随照射光的变化而变化的特性，对所需要传感的物理量进行定量或定性测量的技术。
其具有高精度、高稳定性、适用于复杂环境和长距离监测等优越性能。
光纤传感技术主要包括光纤光栅传感、布里渊散射光纤传感、拉曼光纤传感等。
二、光纤传感技术在石油化工工业中的应用2.1 压力传感应用在石油化工过程中，压力传感应用十分重要，一般的压力传感器可靠性较低，精度较低，操作难度较大。
而利用光纤光栅传感技术，可实现高精度的压力传感。
光栅传感器将光纤分成微小片段，每个片段的折射率都略有不同，当传感器受到外界压力作用时，光的传输规律会有所改变，最终通过对光的反射和干涉形成的光谱分析，可以精确地测量出压力值。
2.2 温度传感应用石油化工工业中的温度变化较大，传统的温度传感器易受干扰，并且难以测量到较长距离的温度变化。
而利用光纤的光学传感特性，可以实现对温度的测量。
光纤布里渊频移散射传感技术可以通过对反散射光信号的分析，实现对温度的测量。
同时，拉曼光谱技术和红外吸收光谱技术也可以实现光纤传感温度的测量。
2.3 液位传感应用石油化工过程中，液位传感也是至关重要的一环。
一般传统的液位传感器精度较低，并且受工作环境和液体原理性约束，不适用于大型液体储罐的液位实时监测。
而利用光纤传感技术，可以实现实时、高精度的液位监测。
用光纤传感液位计，主要是利用光纤附著在容器壁上的散射光信号特性进行液位的测量。
三、光纤传感技术应用优劣分析光纤传感技术应用于石油化工工业中的压力传感、温度传感和液位传感等方面，具有以下优点：3.1 高精度，精度可达到毫微米、毫克和0.01摄氏度以内。
光纤传感及其在石油工业中的应用研究
光纤传感及其在石油工业中的应用研究随着科技的不断进步，新型的光纤传感技术相继涌现，这种技术可以利用光信号来探测温度、压力、应变等物理参数。
它既可以实现实时监测，又能够大大提高传感器的精度和稳定性，受到了广泛的应用。
在石油工业中，光纤传感技术也能够为油田勘探、生产等领域带来更加先进、可靠的监测技术。
本文将对光纤传感技术及其在石油工业中的应用进行研究和探讨。
一、光纤传感技术的基本原理光纤传感技术是一种新型的测量技术，它基于光的传输和传播。
在光纤传感技术中，光的传输和传播会受到物理量的影响，如温度、压力、应变等。
因此，当物理量发生变化时，光的传输和传播的特性也会发生变化，通过对光的变化进行分析和处理，可以得到被监测物理量的信息。
光纤传感器主要分为两类：一类是光纤光学传感器，它是利用传统光学原理来进行测量，能够测量距离、角度、速度等物理量；另一类是光纤分布式传感器，它通过对光纤的全程进行监测，实现温度、压力、应变等物理量的实时监测。
二、光纤传感技术在石油工业中的应用光纤传感技术在石油工业中应用广泛，主要包括以下几个方面：1. 油井温度监测温度是影响油井生产的重要参数之一，而传统的温度监测技术存在着测量难度大、精度低、易受干扰等问题。
利用光纤传感技术可以实现对油井温度的实时监测，为油井操作提供重要的温度变化情况，以便采取相应的调整和管理。
2. 压力控制光纤传感器还可以实现对油井压力的实时监测。
在油井生产过程中，压力的变化会直接影响油井的产出和抽采功率。
通过光纤传感技术，可以实现对油井压力的变化进行监测和控制，保证油井的安全稳定运行。
3. 盐水注入控制在油井生产过程中，需要进行盐水注入以保持油田的水平平衡。
虽然传统的盐水注入控制系统可以实现自动化操作，但是这种系统存在着测量偏差大、反馈速度慢等问题。
而光纤传感技术可以实现对盐水注入的控制和监测，能够保证注入盐水的准确性和及时性。
4. 油井漏失监测在油井生产过程中，油井漏失是一个非常严重的问题。
光纤传感技术在石油行业中的应用研究
光纤传感技术在石油行业中的应用研究随着石油行业的不断发展，对安全与效率的要求越来越高。
作为探测、监测以及控制各种环境的新技术，光纤传感技术在石油行业中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍光纤传感技术在石油行业中的应用研究。
一、光纤传感技术简介光纤传感技术是利用光纤作为传感元件来进行监测的一种新技术。
通常采用激光光源或LED光源将光信号通过光纤传输到被测物体的表面，被测物体对光信号产生影响后再经过光纤返回，最后由光电探测器将信号转化为电信号进行分析。
光纤传感技术的优点在于其高精度、高灵敏度、高速度等特点。
在石油行业中，由于油气管道的环境复杂，监测设备需要高精度和高可靠度的控制，故光纤传感技术应用广泛。
二、光纤传感技术在石油行业中的应用1. 油气管道泄漏监测油气管道泄漏是油气工控制的主要问题之一。
传统的泄漏监测方法包括化学方法和机械方法，但是这些方法都会受到环境因素的干扰，精度不高。
而光纤传感技术利用光纤的高灵敏度和高速度，可以监测油气管道内部的泄漏情况，实现精确、高效的泄漏监测。
2. 油藏物性参数监测油藏物性参数监测是石油开采过程中的重要任务。
油藏物性参数包括油井温度、压力、含水率等。
利用光纤传感技术可以实现对这些物性参数的高精度、实时监测。
通过对油藏物性参数的监测，可以有效提高石油开采的效率，降低生产成本。
3. 地震监测地震是石油勘探过程中重要的地质现象。
利用光纤传感技术可以实现高精度的地震监测。
通过在地下埋设光纤传感器，可以实时监测地下介质的变化，精确掌握地震的发生及其特点。
这对预测油气的分布情况、确定钻探位置等方面具有重要意义。
4. 油井压力监测油井压力监测是油气勘探和开采的一项重要任务。
石油工作者需要了解油井的压力情况，以确保油气能够顺利地采出。
使用光纤传感技术可以实现压力实时监测，避免出现井口爆炸和生产中断等情况。
5. 油井控制油井控制是石油勘探和开采过程中的基本任务之一。
而光纤传感技术的高精度和高速度可以实现油井的高精度控制。
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用辐射法测温来说极为重要。 (2) 信号转换及处理部分 信号转换部分由波分复用分路器和光电转换器组
成 。由传输光纤传 输的辐射光 波 , 经波分 复用分路 器 , 将光信号分成两路不同波长的信号 , 分别由两个 光电探测器接受 , 将光信号转换为电信号。两路电信 号将被送入二次仪表中进行处理。
光谱 , 普朗克定律提示了黑体辐射通量 E 与辐射波
长λ, 辐射温度 T 之间的关系。
E (λ,
T)
=
C1λ-
5(
c2
eλT
-
1)
-1
式中 C1 为 第 一 辐 射 常 数 , C1 = 2πhc2 =
31 7418 ×10 - 16 W ·m2 ; C2 为 第二 辐射 常数 ; C2 =
h c/ k = 1 14 38 8 ×1 0 - 2m ·K; h = 61 62 61 ×1 0 - 34J ·S 为
不同按一定规律变化 , 辐射强度随波长 的增加而减
小。
(3 ) 当温度增加时 , 单色辐射通量密度的峰值波
长向短波方向移动。
当波长一定时 , 黑体的辐射就仅仅是温度 T 的
函数 , 即:
E (λ1 T) = f ( T)
辐射高温计就是根据这一理论公式设计的。若仅
仅利用辐射 光谱的某一种波长的辐 射强度来进行测
(4) ZDHW —486 微机量热控制仪具有量热控制 系统 , 配备量热测控程序 , 高可靠性及高精度的温度 测量控制板 , 可自动标定量热系统 的能当 , 是国内比较先进的自动量热仪系统 。
光纤传感高温测量系统由黑体腔 、光纤传感头 、 传输光纤、分路器、光电转换 、二次仪表组成 , 如图 2 所示 :
系统的工作原理是由黑体辐射腔感受被测物体的 温度 , 发射辐射光波 ; 光纤传感头接收黑体辐射腔发 射的辐射光波 , 经传输光纤从测量现场传回至仪表 ; 通过波分复 用分路器将辐射光信号 分别转成电信号 后 , 由二次仪表计算出温度。
METROLO GY TEST TEC HNOLOGY
试用) 。如若全部改用光纤传感高温测量系统 , 全年 所需费用约 19 万元 。
又由于双铂铑测温寿命短 , 每年每台气化炉因更 换热电偶平均停炉 4 次 , 每次停炉至恢复有 2h 投油 而无产量 , 全年所造成 的直接油耗 损失约 16 万元 。 影响碱 、肥产量的间接损失未统计 。采用光纤传感高 温测量系统 , 在我公司每年可创效益约 54 万元 。
普朗克常数 ; k = 11 3807 ×1 0 - 23J ·K- 1为波尔兹曼常 数 ; C 为真空中光速。
利用普朗克公式可得到黑体光谱辐射分布特性曲 线 , 如图 1 所示 , 可以看出黑体辐射具有以下特点 :
(1) 总辐射强度随温度的升高而迅速增加 , 温度
越高 , 单色辐射强度越大 。
(2) 当温度一定时 , 单色辐射强 度随波长 λ 的
(1) ZDHW —2 型自动量热仪是由微型计算机系 统自动控制 , 并能进行其他数据处理、文字处理 , 且 具有手动操作功能的多功能高自动化热量测量仪器。
(2) 适用范围 广 , 可使用 于煤炭 、石 油及其产 品 , 化工、食品 、木材等可燃物质发热量的测定 , 还 可用于火药爆热的测量。
(3) ZDHW —2 型恒温式量热仪实现了顶盖的电 动提升和下降 , 内筒片状浆叶的电动搅拌和外筒的潜 水式电动搅拌 , 使搅拌更均匀 、更方便 ; 预定接触式 点火装置和任意设定的点火时间及电流 , 使点火十分 可靠。
更重要的影响是因更换测量元件而停产 , 严重影响生
产 。本公司重油气化炉高温测量一直采用双铂铑热电
偶作测温元件 , 其使用寿命一直不稳定 , 短则只有几
天 、十几天 , 长则一至三个月不等 。据调查 , 国内外
同类企业生产使用寿命基本相同 , 测温元件使用寿命
短对油气化炉的连续安全运行产生很大影响 。
传感器 量热仪
控制线
显示器
电
信
源
号
线
线
计算机
信号线 信号线
键盘 打印机
电源线
电源线
电源线
电源 : 220V 50Hz 可靠接地线
图 1 自动量热仪原理框图
基本工作原理 : 将一定量的试样放在充有过量氧 气的弹筒 (简称氧弹) 中燃烧 。氧弹预先要放在一个 盛有足够浸没氧弹顶盖的水容器 (内筒) 中 。点燃试 样 , 由燃烧后水温的升高 , 计算试样的发热量 , 获得 检测结果。整个过程都由 计算机检测参 数并计算结 果 。各参数的计 算依据 见 GB/ T213 —1996“煤的 发 热量测定方法”。 2 ZD HW —2 型自动量热仪的特点
·1 85 ·
计量测试
高 , 又可弯曲 , 便 于在各种场 合下安装 。 ⑧非浸入 性 : 由于探头是良好的绝缘材料 , 体积小 , 它与外界 环境互不干扰。 ⑨光纤传输信号衰减小 , 方便实现远 距离信号测控 , 并可实现单路或多路各种不同方式的 测控 , 满足现场各种使用要求 。
(3) 经济效益显著 我公司 1999 年 4 台气化炉使用双铂铑热电偶 99 支 , 费用约 57 万元 。2000 年 4 台气化炉全年使用双 铂铑热电偶 95 支 (2000 年光纤测温系统在气化炉上
1350 ℃高温下工作 , 其工作温度的测量控制是非常关
键的指标 , 它决定了重油气化炉的生产效率和能否安
全运行 。
多年来 , 重油气化炉的高温测量一直是国内外化
肥行业的一大难题 , 由于被测环境工况非常恶劣 , 现
有的各种高温测量元件 (如双铂 铑热电偶 、钨2铼热
电偶等) , 使用寿命短 、更换频繁 、测量元件消耗大 ,
为克服铂铑热电偶的 上述弊端 , 1998 年 5 月开
始 , 本公司与武汉理工大学 (原武汉工业大学) 光纤
传感技术国家重点工业性实验基地合作试制光纤高温
计 , 历时三年研制试用 , 取得令人满意的结果。
1 光纤高温传感器的基础原理
光纤高温 传感器的主要 技术内容包 括黑体腔辐
射 、光纤滤波和比色测温法。
该仪器采用的方式为恒温式测定 , 所以该系统由 HW —2 型恒温式量热 仪及 ZD HW —486 微机量热控 制仪等组成 。其中 HW —2 型恒温式量热仪由外套水 筒 (简称外筒) 、量热筒 (简称内筒) 、量热氧弹 、内 筒电动搅拌 、外筒电动搅拌及点火电路等组成 ; ZD2 HW —486 微机 量热控制 仪由 PC —486 微 型计算 机、 键盘、显示器 、打印机 、测温控制板及量热控制软件 等组成 , 见图 1。
光纤传感高温测量系统还可用于锅炉、炼钢炉 、各 种裂解炉等高温测量 , 具有广泛推广价值 , 效益显著。
[ 编辑 : 邓茂焕 ]
ZD HW —2 型 自 动 量 热 仪 的 使 用
何 卫 , 刘振海 , 路金强
(中原油田分公司技术监测中心 , 河南 濮阳 457001)
[ 摘 要 ] 文章介绍了 ZDHW —2 型 自动 量热 仪的 工作 原理 、特 点 、安装 调试 及应 用 , 以及 在使 用中 须注 意的 事项 和解 决故障的办法 。 [ 关键 词 ] 量热仪 ; 发热量 ; 氧弹
由辐射原理可知 , 热辐射是指能量从一切物体的
表面连续发射 ; 并以电磁波的形式表现出来 。严格地
讲 , 当物体的温度高于绝对零度 ( T > 0 K) 时 , 物
体都存在热辐射 。辐射能力的大小与物体的温度 T 、
材料辐射系数ε有关 。光纤高温传感器依据的是黑体
辐射原理 , 即在给定的温度下 , 黑体将辐射出确定的
(1) 传感部分 传感部分由黑体腔 、光纤探头 、传输光纤组成 。 若将传感器安装在压力容器中 , 则包括密封法兰盘等 结构 , 其结构如图 3 所示 。
其中钢玉管黑体腔是指在钢玉管内壁上镀上黑体 材料 , 它具有良好的物理 、化学性能 , 耐高温 , 抗腐 蚀 , 尤其可贵的是它具有非常稳定的发射率 , 这对于
量 , 将不可避免地会受到辐射源的变化及测量环境中
其它吸收体 等因素 的影响 。对于任 意两个波 长 λ1 、 λ2 而言 , 其辐射强度之比随温度的变化而变化 :
E1 (λ1 , E 2 (λ2 ,
T) T)
=
f1( f2 (
T) T)
= F ( T)
[ 收稿 日期 ] 2 0 0 1 - 0 5 - 0 5 ·1 8 4 ·
比色法是在黑体辐射光波中选取两组波长不同的 光波 , 根据这两组特定光 波的强度的比 值来确定温 度 。本测量系统中采用光纤波分复用分路器 , 入射光 波中不同波长的光波分别进入不同的传输光纤 , 只用 一个器件就同时完成了光波的分束和滤波 , 减少了滤 波损耗 , 提高了信噪比 , 在确保测量精度的同时还降 低了光电检测单元的成本 。 2 光纤传感高温测量系统组成
计量测试
METROLO GY TEST TEC HNOLOGY
光纤传感高温测量系统
在重油气化炉上的应用
尹忠海 , 严再清
(湖北双环科技股份有限公司 , 湖北 应城 432407)
重油裂解气化炉是化肥生产的关键设备之一 , 它
是以 重 油、氧 气 按 比 例 投 入 , 在 312MPa 压 力 、
信号处理部分由放大器 、A/ D 转换器、单片机、 显示表组成 。由光信号转换成的电信号 , 经过放大器 及 A/ D 转换器处理后 , 以数字量的形式送入单片机 中 , 用软件对信号进行比色法分析计算 、较正 , 计算 出当前的温度 , 最后以数显形式显示出来。 3 实际使用情况和经济效益
(1) 使用情况 考虑到光纤高温传感器安装方便 , 不必再进行炉 体安装孔的改造 , 光纤高温传感器的外部结构与原热 电偶结构完全相同。 从 1999 年 5 月开始在现场进行试用 , 根据试用 情况对其结构等方面进行了多次改进 , 终于取得了更 好效果 。如 20 00 年 7 月 1 日在公司 4 # 油气化炉中部 位置安装试用了一套测量范围为 700 ℃～1600 ℃的光 纤测量系统 , 运行状况良好 , 由记录曲线看出 : 在相 同时刻 , 光纤传感器检测的数据曲线波形与双铂铑热 电偶检测的数据曲线波形及示值是一致的。 为了确定光纤传感器的准确性 , 试用 3 个月后 (其对应使用的热电偶已更换多支) , 停车检测时 , 拆 下光纤高温测量系统送湖北省计量测试技术研究院检 定 , 其精度仍然保持在 0115 级 。 20 00 年 11 月在我公司 4 # 油气化炉中部位置又 安装一套光纤高温测量系统 , 使用寿命长达 4 个月 , 20 01 年元月在我公司 3 # 油气化炉中部位置安装一套 光纤高温测量系统 , 直到现在仍在使用 。 (2) 主要特点 : 从实际使用效果来看 , 光纤高温测量系统有如下 特点: ①测 温范 围是 : 700 ℃～1600 ℃; ②测量 精 度 : ±015 % ; ③灵敏度高 : 作为信息载体的光纤传感器 , 传送信息容量大 , 灵敏度高。 ④化学稳定性好 : 与双 铂铑热电偶比较 , 钢玉管内壁涂覆的黑体材料化学稳 定性好 , 因此消除了因气体渗入而造成的感温元件的 破坏。 ⑤抗干扰强 : 因为光纤中传输的是光信号 , 即 使用在高电压、大电流 、强磁场 , 强辐射等恶劣环境 也不受干扰 。 ⑥本质安全防爆 : 由于光传输不产生电 火花 , 在易燃易爆 场合使用安 全可靠 。 ⑦光纤强度