(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210987352.5 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 中国建筑材料科学研究总院有限公 司 地址 100024 北京市朝阳区管庄东里1号 (72)发明人 独雅婕　贾金升　黄永刚　付杨　 王久旺　王云　焦朋　 (74)专利代理 机构 北京鼎佳达知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11348 专利代理师 霍红艳　刘铁生 (51)Int.Cl. G01N 15/02(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/84(2006.01) (54)发明名称 一种用于化学反应过程的探测成像装置及 其制备方法和应用 (57)摘要 本发明是关于一种用于化学反应过程的探 测成像装置及其制备方法和应用， 所述用于化学 反应过程的探测成像装置包括传像光纤棒及导 光光纤， 所述传像光纤棒的外周环设有多数个导 光光纤。 本发 明所提供的用于化学反应过程的探 测成像装置， 具有动态监测化学反应过程、 获得 产物形貌并基于形貌图片分析反应产物颗粒尺 寸与数量的优点。 权利要求书1页 说明书10页 附图12页 CN 115356243 A 2022.11.18 CN 115356243 A 1.一种用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 所述探测成像装置包括传像 光纤棒及导 光光纤， 所述传像光纤棒的外周环设有 多数个导 光光纤。 2.如权利要求1所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 所述光纤传像 棒为锥形或直形光纤传像棒； 所述光纤传像棒由数千万根微米级的光学纤维规则排列熔合 而成； 所述 光学纤维的直径为2.5～5 00 μm。 3.如权利要求1所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 所述光纤传像 棒包括图像采集端和图像输出端， 在所述光纤传像棒的图像采集端的外周具有多数个凹 槽， 所述凹槽内嵌入有导 光光纤， 所述凹槽与导 光光纤通过紫外固化胶固化粘接 。 4.如权利要求1所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 所述光纤传像 棒的图像输出端设置有发光 光源及图像传感器。 5.如权利要求1所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 还包括固定支 架， 所述固定支架包括支架上端面及与所述支架上端面连接的四根支撑方柱， 所述支架上 端面为方形， 且所述支架上端面的中心位置具有圆形孔； 所述固定支架的高度是光纤传像 棒的1/3～1/2， 所述圆形孔的直径等于光纤传像棒1/3～1/2处的直径； 四根所述支撑方柱 与图像传感器的电路基板相连； 所述固定支架与光纤传像棒和电路基板的连接处通过紫外 固化胶固化粘接 。 6.如权利要求1所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 还包括外壳， 所述外壳由相互连接的保护帽及端面保护壳组成； 所述端面保护壳的底部具有圆孔； 所述 保护帽及端面保护壳通过螺纹连接； 所述端面保护壳包括相互拼接的第一端面保护壳和 第 二端面保护壳， 二 者的底部中心具有半圆孔， 拼接后形成圆孔。 7.如权利要求6所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 所述外 壳为金 属外壳； 所述保护帽为圆柱体型。 8.如权利要求1所述的用于化学反应过程的探测成像装置， 其特征在于， 还包括电脑， 其包括显示装置， 所述显示装置内设置有化学反应颗粒统计及分析 单元。 9.一种权利要求1 ‑8任一项所述的用于化学反应过程的探测成像装置的制备方法， 其 特征在于， 包括以下步骤： 光纤传像棒的制备及加工； 光纤传像棒的支 架加工； 封装金属外壳制备； 图像传感器玻璃的保护窗的摘除； 耦合及固化； 光纤传像棒及图像传感器的封装。 10.一种用于化学反应过程的探测成像方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 将待探测的物质贴近权利要求1 ‑8任一项所述的用于化学反应过程的探测成像装置的 光纤传像棒的图像输入端， 之后该物质以光子的形式将图像传至图像输出端， 将该图像输 出端与图像传感器的芯片光敏面进行耦合， 将图像进行数字化转换， 便可在计算机的化学 反应颗粒统计及分析 单元处看到图像。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115356243 A 2一种用于化学反 应过程的探测成像装 置及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于光纤探测成像领域， 具体涉及 一种用于化学反应过程的探测成像装置 及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]化学反应的本质是旧物质的消失， 新物质的产生， 在化学反应过程中并伴随着能 量的变化。 当前， 由于部 分化学反应需在真空或密闭环境中进 行， 无法实时监测反应产物的 形貌、 相对含量， 来进一步掌握反应的进度， 并优化反应工艺。 目前， 为了将探测识别到的反 应产物图像数字化， 只能借助相机抽测， 而不能实时监测。 反应过程中会伴随着热量的释 放， 可能生成酸、 碱等腐蚀物质， 对相 机的质量不仅提出了更高的要求， 而且反应产物的形 貌与颗粒尺度无法连续的显示。 因此， 急 需一种耐高温、 耐腐蚀、 适应易爆 炸环境， 监测化学 反应产物状态与数量， 且能实现真空或密封条件下反应产物形貌的实时的探测与成像装 置。 发明内容 [0003]有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种用于化学反应过程的探测成像装置及 其制备方法和应用， 所要解决的技术问题是其不仅 耐高温、 耐腐蚀、 适应易爆炸环境， 监测 化学反应产物状态与数量， 且能实现真空或密封条件下反应产物形貌的实时探测。 [0004]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。 本发明提出的一 种用于化学反应过程的探测成像装置， 所述探测成像装置包括传像光纤棒及导光光纤， 所 述传像光纤棒的外周环设有 多数个导 光光纤。 [0005]进一步地， 前述的用于化学反应过程的探测成像装置中， 其中所述光纤传像棒为 锥形或直形光纤传像棒。 [0006]进一步地， 前述的用于化学反应过程的探测成像装置中， 其中所述光纤传像棒由 数千万根微米级的光学纤维规则排列熔合而成； 所述 光学纤维的直径为2.5～5 00 μm。 [0007]进一步地， 前述的用于化学反应过程的探测成像装置中， 其中所述光纤传像棒包 括图像采集端和图像输出端， 在所述光纤传像棒的图像采集端的外周具有多数个凹槽， 所 述凹槽内嵌入有导 光光纤， 所述凹槽与导 光光纤通过紫外固化胶固化粘接 。 [0008]进一步地， 前述的用于化学反应过程的探测成像装置中， 其中所述光纤传像棒的 图像输出端设置有发光 光源及图像传感器。 [0009]进一步地， 前述的用于化学反应过程的探测成像装置中， 其中还包括固定支架， 所 述固定支架包括支架上端面及与所述支架上端面连接的四根支撑方柱， 所述支架上端面为 方形， 且所述支架上端面的中心 位置具有圆形孔； 所述固定支架的高度是光纤传像棒的1/3 ～1/2， 所述圆形孔的直径等于光纤传像棒1/ 3～1/2处的直径。 [0010]进一步地， 前述的用于化学反应过程的探测成像装置中， 其中四根所述支撑方柱 与图像传感器的电路基板相连。说　明　书 1/10 页 3 CN 115356243 A 3