專利名稱：一種光纖激光流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖激光流量計(jì)，適用于測(cè)量流體的流量。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的很多領(lǐng)域，都需要對(duì)流體的流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，常用的流量計(jì)有靶式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等。這些流量計(jì)大多是通過(guò)電傳感器測(cè)得力、轉(zhuǎn)速或振動(dòng)信號(hào)，再輸入分析設(shè)備進(jìn)行計(jì)算，最后得出流量數(shù)值。但是，電子類傳感器存在密封性差、易漏電、易腐蝕、受電磁干擾等問(wèn)題。光纖傳感器采用光纖進(jìn)行傳感和傳輸，不存在上述問(wèn)題，因此近年得到了越來(lái)越多的重視。但是目前的光纖流量計(jì)仍存在較多問(wèn)題。 李川等人提出了一種靶式光纖光柵液體流量計(jì)(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200910094845. O)，該流量計(jì)采用阻流靶、連桿、懸臂等一系列傳遞機(jī)構(gòu)將流體引起的在阻流靶上的壓力傳遞給光纖光柵，通過(guò)光柵光譜的變化測(cè)得流量。該設(shè)計(jì)的不足在于1)阻流靶影響了原有管道內(nèi)的流場(chǎng)和流量；2)需要增加軸封片、設(shè)置長(zhǎng)條孔等，工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是需要對(duì)連桿這一可動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行密封，可靠性低。張強(qiáng)等人同樣提出了“帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵液體流量傳感器”(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200910229030. 9)，該傳感器中采用“彈性舌”感受流體引起的壓力，其不足在于1)彈性舌本身同樣會(huì)影響原有管道中的流量和流場(chǎng)特性；2)光纖光柵的方向與流體方向不平行，流體流動(dòng)會(huì)對(duì)光纖光柵產(chǎn)生附加應(yīng)力，從而影響測(cè)量精度。高應(yīng)俊等人在實(shí)用新型專利“光纖光柵流量傳感器”中也公開了一種類似的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用將光纖光柵布置于“片狀物”上的方法進(jìn)行流量測(cè)量，片狀物感受流體的壓力。該方案存在與上述兩個(gè)方案相同的不足片狀物同樣會(huì)影響原有管道中的流量和流場(chǎng)特性。此外，光纖光柵與片狀物連為一體容易產(chǎn)生啁啾，從而影響測(cè)量精度。趙棟等人提出了光纖渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)(趙棟，等，“基于白光干涉原理的全光纖渦街流量測(cè)量方法，”儀器儀表學(xué)報(bào)，2011)，這種渦街式流量計(jì)采用光纖垂直于流向布置，通過(guò)流體的壓力使光纖長(zhǎng)度發(fā)生變化。其不足在于傳感器系統(tǒng)復(fù)雜，當(dāng)流體粘度較大時(shí)光纖很容易被流體沖斷。因此，如何使流量計(jì)盡量小地影響原管道的流量和流場(chǎng)，簡(jiǎn)化流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工藝，成為光纖流量計(jì)目前亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于流體流量監(jiān)測(cè)的光纖激光流量計(jì)，以解決現(xiàn)有流量計(jì)影響原管道的流量和流場(chǎng)，以及簡(jiǎn)化流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工藝問(wèn)題。(二)技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種光纖激光流量計(jì)，該光纖激光流量計(jì)包括將該光纖激光流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼10 ;安裝于該外殼10內(nèi)部的固定梁50 ;以及安裝于該固定梁50以測(cè)量流體流量的光纖激光器30。上述方案中，所述外殼10呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有一引出孔11，光纖激光器30的尾纖通過(guò)該引出孔11引出。上述方案中，該光纖激光流量計(jì)還包括一解調(diào)設(shè)備，光纖激光器30的尾纖通過(guò)該引出孔11引出后與該解調(diào)設(shè)備連接，使該解調(diào)設(shè)備對(duì)光纖激光器30測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。上述方案中，所述固定梁50為一流線型細(xì)長(zhǎng)梁結(jié)構(gòu)，具有一中心孔51。上述方案中，所述光纖激光器30被固定于固定梁50的該中心孔51,所述光纖激光器30用以測(cè)量流體流量的一端沿流體流動(dòng)方向懸浮于流體中，尾纖所在一端通過(guò)該引出孔11引出。·
(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明提供的這種光纖激光流量計(jì)，采用一根光纖激光器沿著流體方向布置的方式，最大限度地減小了對(duì)原管道的流量和流場(chǎng)的影響。2、本發(fā)明提供的這種光纖激光流量計(jì)，通過(guò)在固定梁背向流體方向的一側(cè)安裝光纖激光器，使光纖激光器平行于流體流向，減小了流體對(duì)光纖的附加作用。3、本發(fā)明提供的這種光纖激光流量計(jì)，通過(guò)測(cè)量光纖激光器的噪聲檢測(cè)流量，簡(jiǎn)化了傳感器結(jié)構(gòu)和工藝。


圖I為本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)的固定梁的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)在低流速時(shí)的光纖激光器噪聲水平；圖4為本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)在高流速時(shí)的光纖激光器噪聲水平。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參照?qǐng)DI和圖2，圖I為本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)的固定梁的示意圖。該光纖激光流量計(jì)包括將該光纖激光流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼10 ;安裝于該外殼10內(nèi)部的固定梁50 ;以及安裝于該固定梁50以測(cè)量流體流量的光纖激光器30。其中，所述外殼10呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有一引出孔11，光纖激光器30的尾纖通過(guò)該引出孔11引出。該光纖激光流量計(jì)還包括一解調(diào)設(shè)備，光纖激光器30的尾纖通過(guò)該引出孔11引出后與該解調(diào)設(shè)備連接，使該解調(diào)設(shè)備對(duì)光纖激光器30測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。所述固定梁50為一流線型細(xì)長(zhǎng)梁結(jié)構(gòu)，具有一中心孔51。所述光纖激光器30被固定于固定梁50的該中心孔51，所述光纖激光器30用以測(cè)量流體流量的一端沿流體流動(dòng)方向懸浮于流體中，尾纖所在一端通過(guò)該引出孔11引出。
本發(fā)明提供的光纖激光流量計(jì)的工作原理為，參考圖I至圖4，當(dāng)流體在外殼10中流動(dòng)時(shí)，固定梁50在外殼10中的截面積越小越好。優(yōu)選地，固定梁50應(yīng)為一流線型細(xì)長(zhǎng)梁結(jié)構(gòu)。當(dāng)流體在外殼10中流過(guò)時(shí)，流體在光纖激光器30的外表面會(huì)引起微弱變化的壓力起伏，該壓力起伏會(huì)引起光纖激光器30的噪聲水平發(fā)生變化。當(dāng)流速增加時(shí)，壓力起伏變大，激光器的噪聲水平也近似線性地增加如圖3和圖4所示。光纖激光器30的尾纖接入解調(diào)設(shè)備。在解調(diào)設(shè)備中，可以通過(guò)干涉法、外差法等不同的方法來(lái)測(cè)試激光器的噪聲水平。在測(cè)量流量前，先標(biāo)定激光器的噪聲水平與流量的關(guān)系，即可通過(guò)激光器的噪聲水平來(lái)測(cè)試流量。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光纖激光流量計(jì)，其特征在于，該光纖激光流量計(jì)包括 將該光纖激光流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼(10)； 安裝于該外殼(10)內(nèi)部的固定梁(50);以及 安裝于該固定梁(50)以測(cè)量流體流量的光纖激光器(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖激光流量計(jì)，其特征在于，所述外殼(10)呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有一引出孔(11)，光纖激光器(30)的尾纖通過(guò)該引出孔(11)引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖激光流量計(jì)，其特征在于，該光纖激光流量計(jì)還包括一解調(diào)設(shè)備，光纖激光器(30)的尾纖通過(guò)該引出孔(11)引出后與該解調(diào)設(shè)備連接，使該解調(diào)設(shè)備對(duì)光纖激光器(30)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖激光流量計(jì)，其特征在于，所述固定梁(50)為一流線型細(xì)長(zhǎng)梁結(jié)構(gòu)，具有一中心孔(51)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖激光流量計(jì)，其特征在于，所述光纖激光器(30)被固定于固定梁(50)的該中心孔(51)，所述光纖激光器(30)用以測(cè)量流體流量的一端沿流體流動(dòng)方向懸浮于流體中，尾纖所在一端通過(guò)該引出孔(11)引出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖激光流量計(jì)，該光纖激光流量計(jì)包括將該光纖激光流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼(10)；安裝于該外殼(10)內(nèi)部的固定梁(50)；以及安裝于該固定梁(50)以測(cè)量流體流量的光纖激光器(30)。利用本發(fā)明，解決了現(xiàn)有流量計(jì)影響原管道的流量和流場(chǎng)，以及簡(jiǎn)化流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工藝問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01F1/36GK102944269SQ201210461720
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者張文濤, 李芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所