[发明专利]基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法有效
申请号: | 201510218112.9 | 申请日: | 2015-04-30 |
公开(公告)号: | CN105157769B | 公开(公告)日: | 2018-02-13 |
发明(设计)人: | 吕国辉;宋喆男 | 申请(专利权)人: | 黑龙江大学 |
主分类号: | G01F1/66 | 分类号: | G01F1/66 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所23109 | 代理人: | 张利明 |
地址: | 150080 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 光纤 光栅 流量传感器 燃气 流量 计量 方法 | ||
1.一种基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法,所述热式流量传感器包括光纤光栅解调仪(1)、带有光栅的光纤(2)、组合透镜耦合器(3)、大功率LED光源(4)、光纤光栅温度传感器(5)、自热式光纤光栅温度传感器(6)、塑料光纤(7)和测温光纤(8),
光纤光栅温度传感器(5)和自热式光纤光栅温度传感器(6)并行设置于燃气供气管道内,光纤光栅温度传感器(5)设置于近气源侧,光纤光栅温度传感器(5)和自热式光纤光栅温度传感器(6)之间间隔预定距离;
自热式光纤光栅温度传感器(6)采用双管一体化设计,将塑料光纤(7)和测温光纤(8)封装在一起,塑料光纤(7)实现对自热式光纤光栅温度传感器(6)的加热,测温光纤(8)实现温度的测量并传输;
光纤光栅温度传感器(5)的温度信号经带有光栅的光纤(2)传递至光纤光栅解调仪(1)的一个温度信号输入端,自热式光纤光栅温度传感器(6)的温度信号经测温光纤(8)传递至光纤光栅解调仪(1)的另一个温度信号输入端;光纤光栅解调仪(1)的数据传输接口与大功率LED光源(4)的数据传输接口连接,大功率LED光源(4)的出射光经组合透镜耦合器(3)和塑料光纤(7)后,由塑料光纤(7)侧壁的光溢出口溢出,经光选择性吸收薄膜转化为热能,传输至自热式光纤光栅温度传感器(6);其特征在于,
所述燃气流量计量方法为:采用光纤光栅解调仪(1)调控大功率LED光源(4)的输出功率,对自热式光纤光栅温度传感器(6)进行自加热,并使其达到预定温度T2;
当有燃气通过时,采用光纤光栅解调仪(1)采集获得光纤光栅温度传感器(5)测量管内的当前温度T1和自热式光纤光栅温度传感器(6)测量管内的当前温度T,大功率LED光源(4)内部的控制单片机获取自热式光纤光栅温度传感器(6)测量管内的当前温度T后,对当前温度T进行数据处理,并根据数据处理结果控制大功率LED光源(4)的输出功率,使自热式光纤光栅温度传感器(6)的测量管内温度达到预定温度T2,并维持恒定,从而使两传感器温差ΔT恒定;
再由大功率LED光源(4)的输出功率与燃气流速的线性关系,根据大功率LED光源(4)的输出功率计算获得燃气供气管道内的燃气流量数值。
2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法,其特征在于,光纤光栅温度传感器(5)的两端和自热式光纤光栅温度传感器(6)的两端在燃气供气管道内均采用固定件与管壁进行固定。
3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法,其特征在于,所述固定件为内六角固定螺栓。
4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法,其特征在于,大功率LED光源(4)为白光光源。
5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法,其特征在于,塑料光纤(7)的侧壁上设置光溢出口,并在光溢出口处镀光选择性吸收薄膜,光选择性吸收薄膜吸收光溢出口溢出的光能,并转化为热能,作为自热式光纤光栅温度传感器(6)的热源。
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