[发明专利]一种光纤传感器节流孔板监测系统和监测方法

说明书

本发明公开了一种光纤传感器节流孔板监测系统和监测方法，所述监测系统包括节流孔板、节流孔板上安装的光纤传感器、光纤进出引线及光纤传输线缆、光纤信号数据采集器和光纤数据信号处理单元。节流孔板上的凹槽中设置有光纤卷盘，然后通过导热金属密封盖板或另外设置的密封盖板密封保护。通过相对便宜的光纤声波传感器，在一定精度范围内，实现对节流孔板对流量进行流量的间接计算和测量。

技术领域

本发明属于流量测量技术领域，具体涉及一种光纤传感器节流孔板监测系统和监测方法。

背景技术

流量测量是计量科学技术的重要组成部分，它已经被广泛应用于工农业生产、环境保护、科学研究、对外贸易、人民生活等各个领域，准确快速的流量测量对于保证产品质量、提高经济效益、节约能源、促进科学技术的发展等具有重要的作用。在能源危机日益凸显的时代，流量测量在国民经济中的地位与作用越来越重要。流量测量作为工业过程中关键的技术之一，一直受到广泛的关注和深入的研究.常见的流量测量计包括差压流量计、容积式流量计、转子流量计、电磁流量计、超声波流量计、科里奥利流量计等，其中又以差压式流量计研究最广泛。差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。

节流孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及引的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。节流装置又称为差压式流量计，是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成广泛应用于气体。蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单，维修方便，性能稳定。

但目前节流孔板流量计均是基于孔板前后的差压信号实现流量测量功能，而差压信号的获得需要基于压力变送器，一般的压力变送器价格是标准孔板本身价格的几倍，因此，传统节流孔板流量计实际主要成本在压力变送器。本发明提出来一种利用光纤声波传感器，通过监测节流孔板在不同压力条件下的光纤声波信号特征，进而计算出节流孔板的流量，变相实现了低价格的光纤声波节流孔板流量计量的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用光纤传感器节流孔板流量监测系统和方法。

为达到上述目的，本发明一种光纤传感器节流孔板监测系统，包括节流孔板、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，光纤传感器安装在节流孔板上，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，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；光纤传感器包括光纤卷盘；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，监测通过节流孔板的流量。

进一步的，节流孔板上开设有环形的凹槽，光纤卷盘布置在凹槽内，凹槽上安装有密封盖板。

进一步的，节流孔板沿周向开设有光纤进出引线孔，光纤传感器的光纤进出引线通过光纤进出引线孔连接节流孔板外部的光纤传输线缆。

进一步的，凹槽开设在节流孔板背向流体流动方向的一侧。

进一步的，光纤卷盘的盘卷形式为：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的内孔直径。

进一步的，光纤卷盘外包裹有保护套。

进一步的，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。

进一步的，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。