光辐射本安设计在光纤传感器中的应用.pdf

光辐射本安设计在光纤传感器中的应用曾宏畔,等
光辐射本安设计在光纤传感器中的应用
Application of Optical Radiation Inherent Safety Design in Optical Fiber Sensors
宏张涛
聚光科技(杭州)股份有限公司,浙江杭州310052
摘要:光纤传感器已被越来越广泛地用在易燃易爆危險环境中,光辐射防爆设计日趋重要。通过介绍国际电工委员会公布的
IEC60079-28-2006标准,对光辐射点燃机制、防爆保护类型及原理进行了阐述。对连续光辐射和脉冲光辐射的防爆设计准则进行了
解析,提出了本质安全光纤传感器的设计思路及系统构架。随着光纤传感器的不断发展和推广,光辐射防爆闲家标准的推出,掌握光
辐射防爆设计的理论知识及设计准则显得越来越重要。
关键词:光纤传感器光辐射本质安全防爆安全等级
中图分类号:TP212+.9
文献标志码:A
Abstract: Optical fiber sensors are widely used in hazardous flammable and explosive environments, thus explosion prevention design or
optical radiation is showing its importance. Thru h n outing E 679-282006 standard issued by Interational Electrotechnical
Commission, the ignition mechanism, explosion protection types and principle of optical radiation are described. The design criteria of explosion
prevention for continuous and pulsed optical radiation are analyzed, and the design concept and system architecture of inherent safety optical
fiber sensor are proposed. Along with the further development and popularization of optical fiber sensor, and the issue of the national standard of
optical radiation explosion prevention of our country, mastery of theoretical knowledge and design criteria of optical radiation explosion
prevention design becomes more and more important
Keywords: Optical fiber sensor Optical radiation Inherent safety Explosion protection Security level
0引言
作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,
使传輸的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生
近年来,传感器正朝着灵敏、精确、适应性强、小r
化,再通过对调制信号进行解调,得出被测信号。
和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这它其有多项优点:①灵敏度较高;②几何形状具有
传感器家族的新成员倍受青睐。光纤传感器具有多多方面的适应性,可以制成任意形状的光纤传感器;
种优良特性,能够在危险有害的区域(其中包括有爆③可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋
炸性气体的危险区域)中接收各种外界物理信息。光转等)的器件;④可以用于高压、电气噪声、高温、腐
纤传感器必须通过防爆认证才能安装在爆炸性危险区蚀或其他恶劣环境。
域。本文从解读IEC60079-28-2006标准人手,对光纤1.2光纤传感器防爆设计的必要性
传感器的防爆设计准则进行探讨。
通过近年的研究,光辐射有以下四种可能的点燃
光纤传感器的发展与现状
机制21。
①光辐射被目标表面或颗粒吸收,使它们温度升
1.1光纤传感器的原理及分类
高,并在某些情况下达到点燃周围爆炸性气体的温度
光纤传感器可以分为两大类:一类是功能型(传
②の辐射光的波长与气体吸收的波段相匹配,使气
感型)传感器;另一类是非功能型(传光型)传感器。体温度升高,并产生爆炸。
非功能型传感器是利用其他敏感元件感受被测量
③②紫外线辐射分解氧分子产生光化学反应,爆炸
的变化,光纤仅作为信息的传输介质。
性气体被点燃。
功能型传感器是利用光纤本身的特性,把光纤
④高能激光光東直接击穿气体使气体分裂,产生
等离子体和冲击波成为点火源。靠近分裂点的固体物
修改稿收到日期:2011-11-11。
质也起到部分支撑作用。
第一作者曾宏晔(1972-),男,1997年毕业于浙江大学エ业电气自
动化专业,工程师;主要从事工业现场在线仪表设计及防爆设计方面的
综合上述点燃机制可知,光辐射的点燃机制不同于
研究。
常规的电气火花3-4,其具有新的爆炸三角形?,如
《自动化仪表》第33卷第10期2012年10月
万方数据