[发明专利]一种光纤传感器节流孔板监测系统和监测方法

权利要求书

1.一种光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，包括节流孔板(1)、光纤传感器、光纤传输线缆、光纤信号数据采集器和光纤数据信号处理单元，所述光纤传感器安装在节流孔板(1)上，所述光纤传感器的进出引线通过光纤传输线缆和光纤信号数据采集器的输入端连接，所述光纤信号数据采集器的输出端和光纤数据信号处理单元的输入端连接；

所述光纤传感器包括光纤卷盘(4)；所述光纤数据信号处理单元用于通过光纤传感器采集到的节流孔板(1)的声波信号、温度信号、压力信号和/或应变信号，监测通过节流孔板(1)的流量。

2.根据权利要求1所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述节流孔板上开设有环形的凹槽(3)，所述光纤卷盘(4)布置在凹槽(3)内，所述凹槽(3)上安装有密封盖板(5)。

3.根据权利要求2所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述节流孔板(1)沿周向开设有光纤进出引线孔，所述光纤传感器的光纤进出引线(6)通过光纤进出引线孔连接节流孔板(1)外部的光纤传输线缆。

4.根据权利要求2所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述凹槽(3)开设在节流孔板(1)背向流体流动方向的一侧。

5.根据权利要求1所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述光纤卷盘(4)的盘卷形式为：光纤逐渐向旋转中心螺旋收缩最后越过光纤在螺旋过程中形成的螺旋结构向外延伸，光纤的内圈直径不小于节流孔板(1)的内孔直径。

6.根据权利要求4所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述光纤卷盘(4)外包裹有保护套(8)。

7.根据权利要求1所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述光纤传感器为光纤声波传感器、光纤温度传感器、光纤光栅超前预警传感器、光纤应力应变传感器、光纤FBG应变传感器、光纤FBG位移传感器、光纤位移传感器和光纤应变微振动传感器中的任意一种或组合。

8.根据权利要求1所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述光纤传感器为单模光纤、多模光纤或偏振保持光纤中的任意一种或组合。

9.根据权利要求1所述的光纤传感器节流孔板监测系统，其特征在于，所述光纤传感器作为声波信号采集器，其类型包括听音器、拾音器、微小位移电信号声音传感器、表面光纤传感器、光纤频率传感器、光纤声压传感器、光纤声强传感器、光纤声功率传感器中的任意一种或组合。

10.一种基于权利要求1至9中任意一项所述的光纤传感器节流孔板监测系统的节流孔板流量监测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：根据节流孔板(1)的类型及其结构及被测流体的种类，选择光纤传感器；

S2：根据节流孔板(1)的尺寸确定光纤传感器的光纤卷盘(4)的内径及安装尺寸，在节流孔板(1)上加工凹槽(3)，并用密封盖板(5)将光纤传感器密封在凹槽(3)中，得到带光纤传感器的节流孔板；

S3：将步骤2得到的带光纤传感器的节流孔板安装到流量标定实验平台上；

S4：调试带光纤传感器的节流孔板及流量标定实验平台的数据采集系统，去除噪音干扰；

S5：调试流量标定实验平台上节流孔板前后的压力传感器、流量标定实验平台的流量传感器，满足标定要求；

S6：在不同节流孔板前压力、不同节流孔板内径尺寸、不同节流孔板通流流量条件下，监测节流孔板光纤传感器收集的声波信号；所述声波信号包括声波频率、声波强度、声波压力、声波功率；

S7：在固定的节流孔板前压力和节流孔板内径下，对节流孔板通流流量和声波信号进行关联，得到节流孔板通流流量和声波信号拟合曲线和拟合公式；

S8：利用相同型号的另外一台带光纤传感器的节流孔板，在同样的实验标定条件下，对得到的拟合曲线和公式进行校核：若通过校核，则根据被监测型号节流孔板前压力找到对应的拟合曲线，根据监测的声波信号得到节流孔板流量；若未通过校核，则重复S1～S7，直至通过校核。