[实用新型]一种基于光纤光栅的靶式流量传感器

说明书

一种基于光纤光栅的靶式流量传感器，包括管道，所述的管道内部设置有毛细管，毛细管位于管道内部的中心线处，所述的毛细管前端通过支架进行固定，后端连接靶片，毛细管的内壁粘贴两根不同中心波长的光栅，所述的管道顶部开有空心孔，空心孔上设置有空心螺丝，光栅尾端从空心螺丝中引出后接入解调仪中。本实用新型利用流体对靶片的冲击力拉伸毛细管中封装的光栅来测量流体，不仅能避免流体腐蚀和冲击，而且结构简单，易于封装，更能同时测量流体温度和流量。

技术领域

本实用新型涉及流量传感器技术领域，特别涉及一种基于光纤光栅的靶式流量传感器。

背景技术

流量是过程控制中的三大参数之一。人们通过对流体流量进行测量和控制，从而保证整个生产过程的安全、稳定，提高了产品质量以及企业的生产效率。在过程检测仪表中，流体流量检测仪表的销售额超过总份额的20％以上。在能源计量中，流量传感器的使用无处不在，例如石油、煤炭，从石油开采、储藏、提馏、出口，矿井井下涌水量测量，流量传感器都起着至关重要的作用。流量传感器在能源计量行业直接影响到企业的效益，如进行水流、电流的流量计费，是进行经济结算的手段，对于科学管理能源、提高经济效益和管理水平也有着重要作用。

随着科技进步，人们对流量测量的精确度的要求越来越高，而流量测量以及测量对象又复杂多样，如流体种类有液态、气态、蒸汽、气液混相等等；流体环境有高温、低温甚至超低温范围，压力从高压到低压的范围；液态流体既有低黏度的液体，也有高黏度的液体，既有气体，又有蒸汽；流量小到只有几个毫升/小时，大到流量动辄就上万立方米/秒，相差非常悬殊。另一方面，脉动流、多相流等增加了流量测量的复杂性。目前在使用的很多传统传感器像压力传感器、浮子传感器等，在如煤矿井下水的测量时，其恶劣多变的客观环境使得传统传感器的测量精度、领域受到很大影响，特别是在采集前端信号方面，整个系统的准确可靠难以实现。因此，迫切需要研发一种适用于各种工况的，能够有效、快速、准确测量流量的传感器。在各种新型流量传感器中，利用光纤光栅制成的新型流量传感器因为具有抗电磁干扰，体积小，灵敏度高，测量范围宽且可靠性高和适用于磁场、辐射较大的场合以及强腐蚀性或易燃易爆的危险环境等一系列优点从而受到了越来越多的重视。

光纤流量传感器是流量传感器中新兴起的一种传感器，大部分光纤流量传感器都会直接浸入流体中，感知器件易受酸碱腐蚀和机械损伤等，另外，有时流体的温度也会对测量结果产生影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于光纤光栅的靶式流量传感器，利用流体对靶片的冲击力拉伸毛细管中封装的光栅来测量流体，不仅能避免流体腐蚀和冲击，而且结构简单，易于封装，更能同时测量流体温度和流量。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于光纤光栅的靶式流量传感器，包括管道1，所述的管道1内部设置有毛细管3，毛细管3位于管道1内部的中心线处，所述的毛细管3前端通过支架2进行固定，后端连接靶片4，毛细管3的内壁粘贴两根不同中心波长的光栅5，所述的管道1顶部开有空心孔，空心孔上设置有空心螺丝6，光栅5尾端从空心螺丝6中引出后接入解调仪中。

所述的毛细管3和靶片4为一体化结构。

所述的两根光栅5处于同一温度场和应力场中。

所述的支架2为圆环形结构，与管道1内部的上下端相接处，圆环形结构通过四个直杆等分，四个直杆用于固定毛细管3。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将两根中心波长不同的光纤光栅封装于毛细管中，利用流体对靶片的冲击力拉伸毛细管来测量流体，不仅能避免流体腐蚀和冲击，而且结构简单，易于封装，更能同时测量流体温度和流量，更有利于光纤流量传感器的推广使用。