一種數(shù)字式氣體流量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字式氣體流量傳感器，包括電路系統(tǒng)、激光光源、玻璃轉子流量計、光纖傳像束和光敏二極管陣列，其中，所述電路系統(tǒng)的結構為：包括微處理器、驅動電路、信號處理電路和光敏二極管掃描電路；所述光纖傳像束沿玻璃管的軸向方向排列成若干豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，每豎列的首尾對齊，每豎列由若干根豎向排列的光纖組成；每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成，光纖與光敏二極管連接。本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器，有以下特點：輸出的是數(shù)字信號，抗干擾能力強，分辨率高，性能穩(wěn)定可靠，結構簡單，成本低。
【專利說明】一種數(shù)字式氣體流量傳感器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字式氣體流量傳感器。
【背景技術】
[0002]傳感器技術一直是熱門技術，其中氣體流量傳感器在工業(yè)生產、化工、環(huán)境監(jiān)測、生化技術及科學試驗等領域有著廣泛的應用。傳統(tǒng)的氣體流量計中，玻璃轉子流量計是常見的一大類，該流量計雖然結構簡單，便于使用，但它僅能滿足現(xiàn)場即時計量使用，無法實現(xiàn)對流量的記錄和自動控制。而在現(xiàn)有的一些轉子式流量傳感器中，多是以模擬量轉換的方式進行物理量的轉換(如差動變壓器)，其輸出是模擬量，取樣信號只有量的變化(連續(xù)的)沒有質的變化(突變的)，很難抵御外部的干擾，內部的漂移，穩(wěn)定性和可靠性很難以滿足使用要求。而數(shù)字化取樣的傳感器在可靠性、穩(wěn)定性方面會得到根本性的改善，所以數(shù)字化物理量轉換機理的研究已成為傳感器研究領域的一個主攻方向。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供了一種數(shù)字式氣體流量傳感器，該傳感器有以下特點:輸出的是數(shù)字信號(每個感應元都是以開關脈沖的形式輸出信號)，抗干擾能力強，分辨率高，性能穩(wěn)定可靠，結構簡單，成本低。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種數(shù)字式氣體流量傳感器，包括電路系統(tǒng)、激光光源、玻璃轉子流量計、光纖傳像束和光敏二極管陣列，其中，
[0006]所述電路系統(tǒng)的結構為:包括微處理器、驅動電路、信號處理電路和光敏二極管掃描電路，其中，微處理器通過驅動電路與半導體激光器電路連接；微處理器與光敏二極管掃描電路連接，光敏二極管掃描電路與光敏二極管連接；微處理器與信號處理電路連接，信號處理電路與光敏二極管掃描電路連接；
[0007]所述激光光源的結構為:包括半導體激光器和準直透鏡，準直透鏡位于半導體激光器的前端(激光光源的結構和工作原理為公知常識，在此不再贅述)。
[0008]所述玻璃轉子流量計的結構為:包括透明的錐形玻璃管(錐度一般為1:100)，玻璃管外壁上除與圓柱狀透鏡接觸的部分外其它部分涂覆有黑色涂層(以防止受到其它光源的影響)，玻璃管上端設有上基座，下端設有下基座，上基座和下基座通過支承板連接，玻璃管內設有與玻璃管軸向平行的導桿，導桿上套有浮子，浮子可在導桿上自由滑動(是現(xiàn)有技術中的常規(guī)裝置)；激光光源設在上基座上，浮子上設有反光板，反光板的作用是:將由激光光源發(fā)出的光線(激光束)反射照射到光纖上(由于激光光源是從玻璃管上方射出激光束，需要偏轉90度后才能轉為平行的激光束，從而照射在光纖上，故反光板與水平方向的夾角為45度)。
[0009]所述光纖傳像束沿玻璃管的軸向方向排列成若干豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，每豎列的首尾對齊，每豎列由若干根豎向排列的光纖組成；每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成，光纖與光敏二極管連接。
[0010]優(yōu)選的，所述光纖傳像束沿玻璃管的軸線方向排列成有序的三豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，為描述方便，分別命名為N列、M列和K列，三豎列的首尾對齊，三豎列由相同根數(shù)的光纖豎向排列組成，為描述方便，設每豎列由nXmXk根光纖組成，n、m、k均為正整數(shù)；每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成，為描述方便，設與N列對應的光敏二極管陣列由η個光敏二極管組成，與M列對應的光敏二極管陣列由m個光敏二極管組成，與K列對應的光敏二極管陣列由k個光敏二極管組成；N列的光纖分為mXk組，每組由η根光纖組成，每組的η根光纖與與N列對應的光敏二極管陣列的η個光敏二極管一一對應連接，為描述方便，每組的η根光纖分別編號為13、2&...的，相應地，11個光敏二極管分別編號為附、吧、吧、...、Νη-1、Νη，每組光纖中編號為Ia的光纖都與編號為NI的光敏二極管連接(相同序號的光纖在光敏二極管處排列成圓形，再通過透鏡傳導，為常規(guī)技術手段)，每組光纖中編號為2a的光纖都與編號為N2的光敏二極管連接,每組光纖中編號為na的光纖都與編號為Nn的光敏二極管連接；相應地，M列的光纖也分為mXk組,每組由η根光纖組成(光纖編號與分組方式均與N列相同)，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上，為描述方便，每組依次輪流編號為lb、2b…mb (輪流編號k次，比如:編號為Ib的組為k個)，相應地，m個光敏二極管分別編號為M1、M2…Mm,第Ib組所有光纖傳導到編號為Ml的光敏二極管上,第2b組所有光纖傳導到編號為M2的光敏二極管上,第mb組所有光纖傳導到編號為Mm的光敏二極管上；K列的光纖分為k組，每組光纖由nXm根光纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上，為描述方便，每組分別編號為lc、2c、kc, k個光敏二極管分別編號為Kl、Kl...Kk,第Ic組所有光纖傳導到編號為Kl的光敏二極管上，第2c組所有光纖傳導到編號為K2的光敏二極管上，第kc組所有光纖傳導到編號為Kk的光敏二極管上(分組的目的是減少光敏二極管的數(shù)量；由于三豎列是由相同根數(shù)的光纖組成的，所以在三豎列中，處于同一高度的三根光纖代表一個唯一的坐標，該坐標可以用于指示浮子所處的位置，所以，光纖分組并與光敏二極管連接后，應保證處于同一高度的三根光纖所對應的三個光敏二極管的組合也是唯一的)。由于每列光纖采用分組共用光敏二極管的方式(不是一一對應的方式)，再通過每列光敏二極管的排列組合，大大地減少光了敏二極管的用量，如此，若每豎列由nXmXk根光纖組成，則其需要的光敏二極管數(shù)量僅為n+m+k個。
[0011]為便于所屬領域技術人員理解，下面以舉例的形式對上述光纖傳像束進行說明:所述光纖傳像束沿玻璃管的軸線方向排列成有序的三豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，為描述方便，分別命名為N列、M列和K列，三豎列的首尾對齊，三豎列由相同根數(shù)的光纖豎向排列組成，設每豎列由nXmXk根光纖組成，n、m均取值為4，k取值為2;每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成:與N列對應的光敏二極管陣列由4個光敏二極管組成(分別編號為N1、N2、N3、N4),與M列對應的光敏二極管陣列由4個光敏二極管組成(分別編號為Ml、M2、M3、M4)，與K列對應的光敏二極管陣列由2個光敏二極管組成(分別編號為K1、K2) ;N列的光纖分為mXk=8組，每組由n=4根光纖組成(分別編號為la、2a、3a、4a),每組的4根光纖與與N列對應的光敏二極管陣列的4個光敏二極管對應連接，即:每組光纖中編號為Ia的光纖都與編號為NI的光敏二極管連接,每組光纖中編號為2a的光纖都與編號為N2的光敏二極管連接，每組光纖中編號為3a的光纖都與編號為N3的光敏二極管連接,每組光纖中編號為4a的光纖都與編號為N4的光敏二極管連接；相應地，M列的光纖也分為mXk=8組(依次輪流編號為lb、2b、3b、4b),每組由4根光纖組成(光纖編號與分組方式均與N列相同)，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上，即:第Ib組所有光纖傳導到編號為Ml的光敏二極管上，第2b組所有光纖傳導到編號為M2的光敏二極管上,第3b組所有光纖傳導到編號為M3的光敏二極管上，第4b組所有光纖傳導到編號為M4的光敏二極管上；K列的光纖分為k=2組(分別編號為lc、2c),每組光纖由nXm=16根光纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上:即--第Ic組所有光纖傳導到編號為Kl的光敏二極管上，第2c組所有光纖傳導到編號為K2的光敏二極管上(如表1和圖7所示)。分組的目的是減少光敏二極管的數(shù)量；由于三豎列是由相同根數(shù)的光纖組成的，所以在三豎列中，處于同一高度的三根光纖代表一個唯一的坐標，該坐標可以用于指示浮子所處的位置，所以，光纖分組并與光敏二極管連接后，處于同一高度的三根光纖所對應的三個光敏二極管的組合也是唯一的，比如第20根光纖，其所對應的光敏二極管組合為N4-M1-K2，該組合是唯一的。由于每列光纖采用分組共用光敏二極管的方式(不是一一對應的方式)，再通過每列光敏二極管的排列組合，大大地減少光了敏二極管的用量，如此，每豎列由nXmXk=32根光纖組成，則其需要的光敏二極管數(shù)量僅為n+m+k=10個。 [0012]本發(fā)明的光纖傳導式轉子流量傳感器的工作原理為:設置在上基座上的激光光源發(fā)射出的激光束沿錐形玻璃管的軸向射出，射向設在浮子上的反光板，通過反光板反射偏轉90度后，照射到與浮子處于同一高度的各個豎列的光纖上，并傳導至相應的光敏二極管陣列；隨著浮子的上下移動，激光束會照射到不同位置的光纖上，從而使相應的光敏二極管接收到光線；由光敏二極管掃描電路對光敏二極管依次掃描，隨著掃描的進行，每個光敏二極管的狀態(tài)信息(是否接收到光線)依次輸出到信號處理電路，該信號(每個光敏二極管的狀態(tài)信息)經(jīng)信號處理電路處理后送入微處理器，微處理器根據(jù)各點光強計算出浮子的位置，再根據(jù)相關的流量公式換算成相應的流量(根據(jù)浮子的位置計算相應的流量是現(xiàn)有技術，本發(fā)明對此無改進，不再贅述)，具體應用時，微處理器通過數(shù)據(jù)線與遠程計算機或顯示裝置連接，從而可以遠程監(jiān)測流量，并可以實現(xiàn)記錄、積算、自控等多種功能。
[0013]所述微處理器、信號處理電路、光敏二極管掃描電路和驅動電路，其工作方式、工作原理(如怎樣發(fā)出信號，接收信號，對信號怎樣處理等)均為現(xiàn)有技術中成熟的技術，在此不再贅述。
[0014]所述玻璃轉子流量計是現(xiàn)有技術中的常規(guī)裝置，本發(fā)明對此結構的改進只是在玻璃管內壁或外壁上涂覆了黑色涂層，并設置了激光光源以及反光板，沒有其它改進，在此不再贅述。因為本發(fā)明采用的是非接觸的方式對浮子的位置進行測量，所以對轉子流量計的結構不用做改動(除涂覆黑色涂層、設置激光光源和反光板外，激光源在上基座上，不會對浮子產生作用，反光板設置在浮子的上端，這與金屬管轉子流量計浮子的上端設置的磁耦合機構一樣，不會改變相關的測量原理)，相應地，轉子流量計相關的原理和公式不變，在此不再贅述。
[0015]本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器，與現(xiàn)有技術中其它形式的轉子流量傳感器相比(如差動變壓器式、光纖光柵式等)，具有以下優(yōu)點:[0016]I)輸出是數(shù)字信號，每個感應元都是以開關脈沖的形式輸出信號(每個光敏二極管只有是否接收到光線兩種狀態(tài))，取樣數(shù)據(jù)只有“O”與“1”，克服了傳統(tǒng)的模擬量檢測方式本身帶有模糊的成份，避免了受溫度、空氣壓強、電場、磁場等多種環(huán)境分布參數(shù)的影響，大大地提高了檢測的準確性、可靠性，不需要專門的A/D轉換電路，這樣可以避免A/D器件對精度的影響(因為A/D器件精度有限，在無形中會降低了數(shù)據(jù)精度)，有利于減少測量時間，也利于信號的遠距離傳輸。
[0017]2)光敏二極的用量比傳統(tǒng)的一一對應的方式要少很多(有效的解決了精度和分辨與敏感元件用量的矛盾)，這將大大地有利于制造(需要用大量的陣列式的敏感元器件正是數(shù)字化物理量轉換機理要解決的技術難點之一，因為隨著敏感元件的大量增加，將會使布線變的非常困難，對這些單元有序控制的數(shù)據(jù)處理單元也要增加，這將大大地增加制造難度和成本)，對光敏二極管排列的技術要求很低(這也有利于制造)。
[0018]3 )光纖起電氣隔離作用，使抗干擾能力進一步得到提高(相當于光電藕合器，光電藕合器的優(yōu)點就是有很強的抗干擾性)。
[0019]4)因為是非接觸式測量，不會對浮子移動產生干擾，沒有機械轉換機構從而減少了誤差來源。
[0020]5)浮子的位置是通過光纖的幾何位置確定的(相當于一個離散型元件)，因此不存在非線性問題。
[0021]6)因為光纖傳像束的纖芯直徑非常細(一般為IOum左右)，所以無需特殊的光學系統(tǒng)就可以實現(xiàn)高分辨率。
[0022]7)因為是非接觸式測量，對浮子沒有任何阻礙，所以和玻璃轉子流量計一樣，可實現(xiàn)對很小流量的測量(現(xiàn)有技術中其它形式的轉子式流量傳感器，因受其結構所限制，敏感元件與浮子之間存在機械性接觸，浮子移動會受到阻礙，當流量小時浮子將無法移動)，而且，在測量范圍內均為相同的分辨率。
[0023]此外，本發(fā)明還具有結構簡單、制造容易、成本低等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器的結構示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器的電路原理示意圖。
[0026]圖3為本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器的N列光纖排列示意圖(僅為技術人員為方便理解而繪制的示意圖)。
[0027]圖4為本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器的M列光纖排列示意圖(僅為技術人員為方便理解而繪制的示意圖)。
[0028]圖5為本發(fā)明的數(shù)字式氣體流量傳感器的K光纖排列示意圖(僅為技術人員為方便理解而繪制的示意圖)。
[0029]圖6為圖5中A-A線剖視圖。
[0030]圖7為光纖傳像束、光敏二極管排列原理示意簡圖(僅為技術人員為方便理解而繪制的示意圖)，其中，n=4, m=6, k=2。
[0031]其中，1、光纖傳像束；2、引線；3、半導體激光器；4、準直透鏡；5、上基座；6、支承板；7、反光板；8、浮子；9、錐形玻璃管；10、導桿；11、下基座；12、數(shù)據(jù)線；13、信號處理電路；14、驅動電路；15、光敏二極管掃描電路；16、微處理器；17、光敏二極管；18、N列；19、M列；20、K列；21、黑色涂層；22、透鏡；23、圓柱狀透鏡。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0033]一種數(shù)字式氣體流量傳感器，包括電路系統(tǒng)、激光光源、玻璃轉子流量計、光纖傳像束I和光敏二極管陣列，其中，
[0034]所述電路系統(tǒng)的結構為:包括微處理器16、驅動電路14、信號處理電路13和光敏二極管掃描電路15，其中，微處理器16通過驅動電路14與半導體激光器3電路連接；微處理器16與光敏二極管掃描電路15連接,光敏二極管掃描電路15與光敏二極管17連接；微處理器16與信號處理電路13連接，信號處理電路13與光敏二極管掃描電路15連接，如圖2所示；
[0035]所述激光光源的結構為:包括半導體激光器3和準直透鏡4，準直透鏡4位于半導體激光器3的前端(激光光源的結構和工作原理為公知常識，在此不再贅述；實際工作時，通過引線2將半導體激光器3與供電電源連接)。
[0036]所述玻璃轉子流量計的結構為(如圖1所示):包括透明的錐形玻璃管9(錐度為1:100)，錐形玻璃管9外壁上除與圓柱狀透鏡23接觸的部分外其它部分涂覆有黑色涂層21(以防止受到其它光源的影響)，錐形玻璃管9上端設有上基座5，下端設有下基座11，上基座5和下基座11通過支承板6連接，錐形玻璃管9內設有與錐形玻璃管9軸向平行的導桿10，導桿10上套有浮子8，浮子8可在導桿10上自由滑動(是現(xiàn)有技術中的常規(guī)裝置);激光光源設在上基座5上，浮子8上設有反光板7，反光板7的作用是:將由激光光源發(fā)出的光線(激光束)反射照射到光纖上(由于激光光源是從玻璃管上方射出激光束，需要偏轉90度后才能轉為平行的激光束，從而照射在光纖上，故反光板與水平方向的夾角為45度)。
[0037]所述光纖傳像束I沿錐形玻璃管9的軸線方向排列成有序的三豎列，錐形玻璃管9和光纖傳像束I之間設置圓柱狀透鏡23，分別命名為N列18、Μ列19和K列20 (如圖
3、4、5、6所示)，三豎列的首尾對齊，三豎列由相同根數(shù)的光纖豎向排列組成，設每豎列由nXmXk根光纖組成，n、m均取值為4，k取值為2 ;每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管17組成:與N列對應的光敏二極管陣列由4個光敏二極管組成(分別編號為N1、N2、N3、N4),與M列對應的光敏二極管陣列由4個光敏二極管組成(分別編號為Ml、M2、M3、M4)，與K列對應的光敏二極管陣列由2個光敏二極管組成(分別編號為K1、K2) ；N列的光纖分為mXk=8組，每組由n=4根光纖組成(分別編號為la、2a、3a、4a)，每組的4根光纖與與N列對應的光敏二極管陣列的4個光敏二極管一一對應連接，即:每組光纖中編號為Ia的光纖都與編號為NI的光敏二極管連接,每組光纖中編號為2a的光纖都與編號為N2的光敏二極管連接,每組光纖中編號為3a的光纖都與編號為N3的光敏二極管連接，每組光纖中編號為4a的光纖都與編號為N4的光敏二極管連接((相同序號的光纖在光敏二極管17處排列成圓形，再通過透鏡22傳導，如圖6所示，為常規(guī)技術手段))；相應地，M列的光纖也分為mXk=8組(依次輪流編號為lb、2b、3b、4b)，每組由4根光纖組成(光纖編號與分組方式均與N列相同)，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上，即:第Ib組所有光纖傳導到編號為Ml的光敏二極管上,第2b組所有光纖傳導到編號為M2的光敏二極管上，第3b組所有光纖傳導到編號為M3的光敏二極管上，第4b組所有光纖傳導到編號為M4的光敏二極管上；K列的光纖分為k=2組(分別編號為lc、2c)，每組光纖由nXm=16根光纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上:即:第Ic組所有光纖傳導到編號為Kl的光敏二極管上，第2c組所有光纖傳導到編號為K2的光敏二極管上(如表I和圖7所示)。分組的目的是減少光敏二極管的數(shù)量；由于三豎列是由相同根數(shù)的光纖組成的，所以在三豎列中，處于同一高度的三根光纖代表一個唯一的坐標，該坐標可以用于指示浮子所處的位置，所以，光纖分組并與光敏二極管連接后，處于同一高度的三根光纖所對應的三個光敏二極管的組合也是唯一的，比如第20根光纖，其所對應的光敏二極管組合為N4-M1-K2，該組合是唯一的。由于每列光纖采用分組共用光敏二極管的方式(不是一一對應的方式)，再通過每列光敏二極管的排列組合，大大地減少光了敏二極管的用量，如此，每豎列由nXmXk=32根光纖組成,則其需要的光敏二極管數(shù)量僅為n+m+k=10個。
[0038]本發(fā)明的光纖傳導式轉子流量傳感器的工作原理為:設置在上基座5上的激光光源發(fā)射出的激光束沿錐形玻璃管9的軸向射出，射向設在浮子8上的反光板7，通過反光板7反射偏轉90度后，照射到與浮子8處于同一高度的各個豎列的光纖上，并傳導至相應的光敏二極管陣列；隨著浮子8的上下移動，激光束會照射到不同位置的光纖上，從而使相應的光敏二極管17接收到光線；由光敏二極管掃描電路15對光敏二極管17依次掃描,隨著掃描的進行，每個光敏二極管17的狀態(tài)信息(是否接收到光線)依次輸出到信號處理電路13，該信號(每個光敏二極管17的狀態(tài)信息)經(jīng)信號處理電路13處理后送入微處理器16，微處理器16根據(jù)各點光強計算出浮子8的位置，再根據(jù)相關的流量公式換算成相應的流量(根據(jù)浮子8的位置計算相應的流量是現(xiàn)有技術，本發(fā)明對此無改進，不再贅述)，具體應用時，微處理器16通過數(shù)據(jù)線12與遠程計算機或顯示裝置連接，從而可以遠程監(jiān)測流量，并可以實現(xiàn)記錄、積算、自控等多種功能。
[0039]附:表I
[0040]表I
【權利要求】
1.一種數(shù)字式氣體流量傳感器，其特征在于:包括電路系統(tǒng)、激光光源、玻璃轉子流量計、光纖傳像束和光敏二極管陣列，其中， 所述電路系統(tǒng)的結構為:包括微處理器、驅動電路、信號處理電路和光敏二極管掃描電路，其中，微處理器通過驅動電路與半導體激光器電路連接；微處理器與光敏二極管掃描電路連接，光敏二極管掃描電路與光敏二極管連接；微處理器與信號處理電路連接，信號處理電路與光敏二極管掃描電路連接； 所述玻璃轉子流量計的結構為:包括透明的錐形玻璃管，玻璃管外壁上除與圓柱狀透鏡接觸的部分外其它部分涂覆有黑色涂層，玻璃管上端設有上基座，下端設有下基座，上基座和下基座通過支承板連接，玻璃管內設有與玻璃管軸向平行的導桿，導桿上套有浮子；激光光源設在上基座上，浮子上設有反光板； 所述光纖傳像束沿玻璃管的軸向方向排列成若干豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，每豎列的首尾對齊，每豎列由若干根豎向排列的光纖組成；每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成，光纖與光敏二極管連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種數(shù)字式氣體流量傳感器，其特征在于:所述光纖傳像束沿玻璃管的軸線方向排列成有序的三豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，分別命名為N列、M列和K列，三豎列的首尾對齊，三豎列由相同根數(shù)的光纖豎向排列組成，每豎列由nXmXk根光纖組成，n、m、k均為正整數(shù)；每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成:與N列對應的光敏二極管陣列由η個光敏二極管組成，與M列對應的光敏二極管陣列由m個光敏二極管組成，與K列對應的光敏二極管陣列由k個光敏二極管組成；N列的光纖分為mXk組，每組由η根光纖組成，每組的η根光纖與與N列對應的光敏二極管陣列的η個光敏二極管一一對應連接；相應地，M列的光纖也分為mXk組，每組由η根光 纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上；Κ列的光纖分為k組，每組光纖由nXm根光纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種數(shù)字式氣體流量傳感器，其特征在于:所述光纖傳像束沿玻璃管的軸線方向排列成有序的三豎列，玻璃管和光纖傳像束之間設置圓柱狀透鏡，分別命名為N列、M列和K列，三豎列的首尾對齊，三豎列由相同根數(shù)的光纖豎向排列組成，每豎列由nXmXk根光纖組成，n、m均取值為4，k取值為2 ;每豎列光纖對應一組光敏二極管陣列，每組光敏二極管陣列由若干個光敏二極管組成:與N列對應的光敏二極管陣列由4個光敏二極管組成，分別編號為N1、N2、N3、N4，與M列對應的光敏二極管陣列由4個光敏二極管組成，分別編號為Ml、M2、M3、M4，與K列對應的光敏二極管陣列由2個光敏二極管組成，分別編號為K1、K2 ;Ν列的光纖分為mXk=8組，每組由n=4根光纖組成，分別編號為la、2a、3a、4a，每組的4根光纖與與N列對應的光敏二極管陣列的4個光敏二極管一一對應連接，即:每組光纖中編號為Ia的光纖都與編號為NI的光敏二極管連接,每組光纖中編號為2a的光纖都與編號為N2的光敏二極管連接,每組光纖中編號為3a的光纖都與編號為N3的光敏二極管連接，每組光纖中編號為4a的光纖都與編號為N4的光敏二極管連接；相應地，M列的光纖也分為mXk=8組，依次輪流編號為lb、2b、3b、4b，每組由4根光纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上，即:第Ib組所有光纖傳導到編號為Ml的光敏二極管上,第2b組所有光纖傳導到編號為M2的光敏二極管上,第3b組所有光纖傳導到編號為M3的光敏二極管上，第4b組所有光纖傳導到編號為M4的光敏二極管上；K列的光纖分為k=2組，分別編號為lc、2c，每組光纖由nXm=16根光纖組成，同組的所有光纖都傳導到同一個光敏二極管上:g卩:第Ic組所有光纖傳導到編號為Kl的光敏二極管上，第2c組所有光纖傳導到編號為K2的光敏二極管上。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種數(shù)字式氣體流量傳感器，其特征在于:所述激光光源的結構為:包括半導體激光器和`準直透鏡，準直透鏡位于半導體激光器的前端。
【文檔編號】G01F1/22GK103604472SQ201310603965
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】孫曉明, 姜先州, 張建偉, 吳明海, 蓋志剛 申請人:山東大學