專利名稱：一種測(cè)力式光纖流量計(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，尤其涉及一種測(cè)力式光纖流量計(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，常用的靶式流量計(jì)是通過(guò)液體流經(jīng)靶板時(shí)對(duì)靶板產(chǎn)生壓力，使靶板帶動(dòng)靶桿產(chǎn)生微量位移，通過(guò)電傳感器測(cè)得位移量并將位移量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)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(kāi)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。因此，如何使流量計(jì)不影響原管道的流量和流場(chǎng)，使光纖不受其它附加作用的影響并提高靈敏度，以及簡(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測(cè)力式光纖流量計(jì)，以解決流量計(jì)影響原管道的流量和流場(chǎng)，光纖受其它附加作用的影響等問(wèn)題，以及簡(jiǎn)化流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工藝。(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種測(cè)力式光纖流量計(jì)，該測(cè)力式光纖流量計(jì)包括將該測(cè)力式光纖流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼10 ;安裝于外殼10側(cè)壁外部且兩端均與外殼10內(nèi)部密封聯(lián)通的測(cè)量管20 ;安裝于測(cè)量管20內(nèi)部在流體的壓力下產(chǎn)生變形的測(cè)力膜片30 ;安裝于測(cè)量管20內(nèi)部固定光纖光柵40的固定梁50，且固定梁50設(shè)置于測(cè)力膜片30迎向流體流動(dòng)方向的一側(cè)；以及固定于固定梁50與測(cè)力膜片30之間測(cè)量流體流動(dòng)產(chǎn)生的力的光纖光柵40。上述方案中，所述外殼10呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有兩個(gè)孔，測(cè)量管20的兩端通過(guò)該兩個(gè)孔與外殼10內(nèi)部密封聯(lián)通。上述方案中，所述測(cè)量管20在流體進(jìn)入的一端具有一導(dǎo)流板60，被測(cè)管道中一定比例的流體在該導(dǎo)流板60的導(dǎo)流下進(jìn)入測(cè)量管20。上述方案中，所述測(cè)力膜片30為圓形，通過(guò)至少一根肋31固定于測(cè)量管20的內(nèi)壁，且測(cè)力膜片30與測(cè)量管20的內(nèi)壁之間有讓流體通過(guò)的縫隙。上述方案中，所述固定梁50的剛度大于測(cè)力膜片30的剛度，固定梁50在測(cè)量管20中的截面積小于測(cè)力膜片30的截面積。
上述方案中，所述固定梁50安裝于該測(cè)量管20內(nèi)部，且該固定梁50的中央有一中心孔51，所述光纖光柵40通過(guò)該中心孔51與該固定梁50固接。上述方案中，所述光纖光柵40的一端被固定于測(cè)力膜片30的中心32,另一端依次穿過(guò)該固定梁50的中心孔51及該測(cè)量管20側(cè)壁上的引出孔而被引出。(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)明提供的這種測(cè)力式光纖流量計(jì)，采用在原管道外的測(cè)量管測(cè)量的方式，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)明提供的這種測(cè)力式光纖流量計(jì)，通過(guò)在固定梁50和測(cè)力膜片30之間安裝光纖光柵的方法，使光纖光柵平行于流體流向，減小了流體對(duì)光纖的附加作用。3、本發(fā)明提供的這種測(cè)力式光纖流量計(jì)，通過(guò)在原管道外設(shè)置測(cè)量管和在固定梁50和測(cè)力膜片30之間安裝光纖光柵的方法，簡(jiǎn)化了傳感器結(jié)構(gòu)和工藝。


圖I為本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的測(cè)力膜片的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的固定梁的示意圖。
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-圖3，圖I為本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的測(cè)力膜片的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的固定梁的示意圖。該測(cè)力式光纖流量計(jì)包括將該測(cè)力式光纖流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼10 ;安裝于外殼10側(cè)壁外部且兩端均與外殼10內(nèi)部密封聯(lián)通的測(cè)量管20 ;安裝于測(cè)量管20內(nèi)部在流體的壓力下產(chǎn)生變形的測(cè)力膜片30 ;安裝于測(cè)量管20內(nèi)部固定光纖光柵40的固定梁50，且固定梁50設(shè)置于測(cè)力膜片30迎向流體流動(dòng)方向的一側(cè)；以及固定于固定梁50與測(cè)力膜片30之間測(cè)量流體流動(dòng)產(chǎn)生的力的光纖光柵40。其中，外殼10呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有兩個(gè)孔，測(cè)量管20的兩端通過(guò)該兩個(gè)孔與外殼10內(nèi)部密封聯(lián)通。測(cè)量管20在流體進(jìn)入的一端具有一導(dǎo)流板60，被測(cè)管道中一定比例的流體在該導(dǎo)流板60的導(dǎo)流下進(jìn)入測(cè)量管20。測(cè)力膜片30為圓形，通過(guò)至少一根肋31固定于測(cè)量管20的內(nèi)壁，且測(cè)力膜片30與測(cè)量管20的內(nèi)壁之間有讓流體通過(guò)的縫隙。固定梁50的剛度大于測(cè)力膜片30的剛度。固定梁50安裝于該測(cè)量管20內(nèi)部，且該固定梁50的中央有一中心孔51，所述光纖光柵40通過(guò)該中心孔51與該固定梁50固接。光纖光柵40的一端被固定于測(cè)力膜片30的中心32,另一端依次穿過(guò)該固定梁50的中心孔51及該測(cè)量管20側(cè)壁上的引出孔而被引出。本發(fā)明提供的測(cè)力式光纖流量計(jì)的工作原理為，參考圖I、圖2和圖3，當(dāng)流體在外殼10中流動(dòng)時(shí)，一部分流體進(jìn)入測(cè)量管20。固定梁50在測(cè)量管20中的截面積遠(yuǎn)小于測(cè)力 膜片30的截面積，且固定梁50的剛度遠(yuǎn)大于測(cè)力膜片30的剛度，因此當(dāng)流體在測(cè)量管20中流過(guò)時(shí)，固定梁50的中心51和測(cè)力膜片30的中心32之間的距離會(huì)發(fā)生變化，從而引起固定在期間的光纖光柵40產(chǎn)生應(yīng)變，通過(guò)測(cè)量光柵40的輸出波長(zhǎng)發(fā)生變化即可得到流量大小。需要說(shuō)明的是，對(duì)于波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器，敏感元件不限于光纖光柵，即光纖光柵40可被其它器件替換而取得相同效果，其它器件如光纖激光器、長(zhǎng)周期光柵、啁啾光柵
坐寸ο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
1.一種測(cè)力式光纖流量計(jì)，其特征在于，該測(cè)力式光纖流量計(jì)包括 將該測(cè)力式光纖流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼(10)； 安裝于外殼(10)側(cè)壁外部且兩端均與外殼(10)內(nèi)部密封聯(lián)通的測(cè)量管(20)； 安裝于測(cè)量管(20)內(nèi)部在流體的壓力下產(chǎn)生變形的測(cè)力膜片(30)； 安裝于測(cè)量管(20)內(nèi)部固定光纖光柵(40)的固定梁(50)，且固定梁(50)設(shè)置于測(cè)力膜片(30)迎向流體流動(dòng)方向的一側(cè)；以及 固定于固定梁(50)與測(cè)力膜片(30)之間測(cè)量流體流動(dòng)產(chǎn)生的力的光纖光柵(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)力式光纖流量計(jì)，其特征在于，所述外殼(10)呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有兩個(gè)孔，測(cè)量管(20)的兩端通過(guò)該兩個(gè)孔與外殼(10)內(nèi)部密封聯(lián)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)力式光纖流量計(jì)，其特征在于，所述測(cè)量管(20)在流體進(jìn)入的一端具有一導(dǎo)流板(60)，被測(cè)管道中一定比例的流體在該導(dǎo)流板￠0)的導(dǎo)流下進(jìn)入測(cè)量管(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)力式光纖流量計(jì)，其特征在于，所述測(cè)力膜片(30)為圓形，通過(guò)至少一根肋(31)固定于測(cè)量管(20)的內(nèi)壁，且測(cè)力膜片(30)與測(cè)量管(20)的內(nèi)壁之間有讓流體通過(guò)的縫隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)力式光纖流量計(jì)，其特征在于，所述固定梁(50)的剛度大于測(cè)力膜片(30)的剛度，固定梁(50)在測(cè)量管(20)中的截面積小于測(cè)力膜片(30)的截面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)力式光纖流量計(jì)，其特征在于，所述固定梁(50)安裝于該測(cè)量管(20)內(nèi)部，且該固定梁(50)的中央有一中心孔(51)，所述光纖光柵(40)通過(guò)該中心孔(51)與該固定梁(50)固接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖激光渦街流量計(jì)，其特征在于，所述光纖光柵(40)的一端被固定于測(cè)力膜片(30)的中心(32)，另一端依次穿過(guò)該固定梁(50)的中心孔(51)及該測(cè)量管(20)側(cè)壁上的引出孔而被引出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)力式光纖流量計(jì)，該測(cè)力式光纖流量計(jì)包括將該測(cè)力式光纖流量計(jì)與被測(cè)管道固接的外殼(10)；安裝于外殼(10)側(cè)壁外部且兩端均與外殼(10)內(nèi)部密封聯(lián)通的測(cè)量管(20)；安裝于測(cè)量管(20)內(nèi)部在流體的壓力下產(chǎn)生變形的測(cè)力膜片(30)；安裝于測(cè)量管(20)內(nèi)部固定光纖光柵(40)的固定梁(50)，且固定梁(50)設(shè)置于測(cè)力膜片(30)迎向流體流動(dòng)方向的一側(cè)；以及固定于固定梁(50)與測(cè)力膜片(30)之間測(cè)量流體流動(dòng)產(chǎn)生的力的光纖光柵(40)。利用本發(fā)明，解決了流量計(jì)影響原管道的流量和流場(chǎng)，光纖受其它附加作用的影響等問(wèn)題，并簡(jiǎn)化了流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工藝。
文檔編號(hào)G01F1/36GK102944270SQ201210464779
公開(kāi)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