[发明专利]一种光纤传导式转子流量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤传导式转子流量传感器。

背景技术

传感器技术一直是热门技术，其中流量传感器在工业生产、化工、环境监测、生化技术及科学试验等领域有着广泛的应用。传统的流量计中，玻璃转子流量计是常见的一大类，该流量计虽然结构简单，便于使用，但它仅能满足现场即时计量使用，无法实现对流量的记录和自动控制。而在现有的一些转子式流量传感器中，多是以模拟量转换的方式进行物理量的转换（如差动变压器），其输出是模拟量，取样信号只有量的变化没有质的变化（突变的），很难抵御外部的干扰，内部的漂移，稳定性和可靠性很难以满足使用要求。而数字化取样的传感器在可靠性、稳定性方面会得到根本性的改善，所以数字化物理量转换机理的研究已成为传感器研究领域的一个主攻方向。

专利200620046512.2中公开了一种光纤浮子流量计，只是相当于给转子流量计装上了二个光电式的限位开关（装于相应控制流量的上限和下限处），作用和常规的磁性限位开关作用相同，只能起控制流量的上限和下限作用（即流量达到限定值后输出控制信号），它解决的问题如其在技术背景和发明内容中所述，主要是消除磁性限位开关易磁场的影响和限位精度低的问题，它无法实现对瞬时流量进行连续的精确测量和远程自动调节上、下限位置（因为它必须靠手动调节），而且，光信号控制器是一一对应的方式，并且其结构无法用在大量敏感元件的阵列中（因为不能用大量的固态激光器作光源，而用一一对应的光纤作光源，输出很小，不能满足使用要求）。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种光纤传导式转子流量传感器，该传感器有以下特点：输出的是数字信号（每个感应元都是以开关脉冲的形式输出信号），抗干扰能力强，分辨率高，性能稳定可靠，结构简单，成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种光纤传导式转子流量传感器，包括电路系统、平行光源、玻璃转子流量计、光纤传像束和光敏二极管阵列，其中，

所述电路系统的结构为：包括微处理器、光源扫描电路、驱动电路、信号处理电路和光敏二极管扫描电路，其中，微处理器与光源扫描电路连接，光源扫描电路通过驱动电路与LED连接（驱动电路通过导线与LED连接）（通过光源扫描电路可以控制LED阵列中的LED依次接通发光）；微处理器与信号处理电路连接，信号处理电路与光敏二极管扫描电路连接，光敏二极管扫描电路与光敏二极管连接；

所述平行光源的结构为：包括依次排列的LED固定座、LED阵列、毛玻璃、圆柱状透镜和窄缝板，LED阵列分为m组LED组（可以依次编号为M1、M2、Mm），每组的排列长度相当于浮子的长度，每组LED组由若干LED组成，m为正整数且为偶数；LED固定在LED固定座上，窄缝板与玻璃管的外壁接触；平行光源的工作原理为公知常识，为：LED发光后，光线依次通过毛玻璃、圆柱状透镜和窄缝板，从窄缝板射出，得到平行光源，作用于玻璃管；

所述玻璃转子流量计的结构为：包括透明的锥形玻璃管（锥度一般为1：100），玻璃管内壁或外壁上除与窄缝板、光纤接触的部分（接触的部分称为窄缝）外其它部分涂覆有黑色涂层（以防止受到其它光源的影响），玻璃管上端设有上基座，下端设有下基座，玻璃管内设有浮子（是现有技术中的常规装置）；