[发明专利]非接触式光纤测量流量的装置与方法

权利要求书

1.一种非接触式光纤测量流量的装置，包括光栅、传感光纤、光纤、环行器、光源、干涉仪、管道，其特征在于所述传感光纤安装于管道上，传感光纤的一端顺次与光栅、光纤、环行器、光源相连接，另一端连接光栅，干涉仪与环行器相连接。

2.根据权利要求1所述的非接触式光纤测量流量的装置，其特征在于所述干涉仪通过环行器与光源相连通，通过环行器的输出端与光纤、光栅、传感光纤相连通。

3.根据权利要求1所述的非接触式光纤测量流量的装置，其特征在于所述传感光纤一端与光栅相连接，另一端与光栅或反射镜相连通。

4.一种非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于所述传感光纤缠绕在管道的外表面，光栅分别连接于传感光纤的两边，构成感应单元，光源发出的光自感应单元前端进入，依据管道内的流体流过管壁时产生的动态压力、管壁的振动加速度与平均流量成正比，光栅干涉技术将振动加速度的监测转化为光相位的监测，采用相位载波技术PGC对相位信息进行解调处理，即可实现非接触式的流量监测。

5.根据权利要求4所述的非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于在待测流场管道外表面缠绕的传感光纤不接触管道内的流体，采用Mach-Zender、Michelson、Fabry-Peort干涉技术或相位干涉技术实现对管道流量的测量。

6.根据权利要求4所述的非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于所述待测流场管道外表面缠绕的传感光纤的长度至少为管道直径的100倍以上，规则地缠绕在管道的外壁，构成高灵敏感应单元。

7.根据权利要求4所述的非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于所述传感光纤的左右两端光栅的中心波长具有高匹配性，每个光栅的反射率低于50%。

8.根据权利要求4所述的非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于使用双光栅干涉技术，对管道振动引起管壁的变形检测光在感应单元处的相位变化，继而得到待测流场的流量。

9.根据权利要求4所述的非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于所述光源为单模窄线宽DFB激光器。

10.根据权利要求4所述的非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，其特征在于所述非接触式光纤测量流量的装置测量流量的方法，还可以应用于油井现场：井下光缆一端与光电解调及数据采集系统相连接，另一端通过井口穿越器下入井下套管中，穿过封隔器与感应单元相连接，感应单元下顺次连接分层开关和盲堵，感应单元上顺次与封隔器、分层开关、感应单元、封隔器、筛管、井下泵、管道相连接，感应单元中包含光栅和传感光纤。