[其他]工业燃油光纤密度计

说明书

本发明属于密度检测器领域。目前国内外用油做为加热能源时，对燃油的计量都采用容积式流量计，但实际在考核能耗时，又都以重量计算。因此必须把容积流量通过密度系数换算成重量流量。由于工艺过程的复杂性，油温及油品种的变化，使燃油的密度不是一个定值。目前密度检测仪有用比重计人工定时测定法，有的用天平式和振动式连续检测法。本发明提出一种利用光导纤维技术连续检测燃油密度的新仪器。如图1所示：该仪器由测量容器〔1〕，光纤器〔2〕，测量控制器〔3〕和显示器〔4〕组成。

测量容器〔1〕如图2所示，它是一个带有由金属制成的遮板〔5〕的浮子〔6〕，插入盛有被测燃油的容器〔7〕中，根据阿基米德定律，当油的密度变化时，浮子〔6〕上下浮动，从而用遮板的位置变化说明了密度的变化。上述盛有被测燃油的容器〔7〕和外容器〔8〕组成。进油管接内容器，出油管接外容器。为了防止燃油流量变化产生涡流而导致浮子摆动，在内容器内装有导向柱〔9〕和挡板〔10〕。

光纤检测器〔2〕其工作原理如图3所示。它是通过遮板〔5〕遮挡排成三排光纤〔11〕的多少而得之光信号并传输到光电倍增管〔12〕上得出电信号的过程实现光纤检测的。

这三排光纤〔11〕，其中左右两排是传光光纤〔13〕，它的另一端集中为一束被由聚光灯发出的光的照射。此时光被均匀地从照射一端〔14〕传输到另一端，使左右两排光纤〔13〕发出均匀的光亮。当发出光亮的光纤〔13〕被遮板遮挡时，遮板把光反射到中间一排传信号的光纤〔15〕上去。中间这排光纤的另一端排列成一个园形〔16〕。园形的一侧有一个用光纤制成的U形扫描光纤〔17〕;该扫描光纤U型开口的一端对准园形〔16〕的中心，另一端对准园形〔16〕的园周。用电动机带动以50转/秒的速度，以园形〔16〕的园心为园心转动。把园形光纤〔16〕上的光信号接收下来，传到光电倍增管上。该光电倍增管位于园形〔16〕的另一侧。它的中心线穿过园形〔16〕的园心，并把园形〔16〕套在光电倍增管接收信号的一端。使光电倍增管输出电信号，完成检测功能。

被测燃油的密度在不断的变化，因此，遮板〔5〕的位置也不断移动导致光电倍增管输出电信号也随之变化。这种濒繁变化的电信号，既不便于计数处理，也不便于显示观察。因此，本发明设计一种测量控制器〔3〕它是由定时器〔18〕，逻辑电路〔19〕和计数器〔20〕组成。定时器是在光纤测量器〔2〕内装有一个定时磁头，使之按照扫描电机转数每秒钟计下50个脉冲信号，计数时间为1/50秒。采用MOS逻辑电路的逻辑控制器把每个1/50秒记下的信号进行处理。每40秒用计数器〔20〕置数一次，计数时间36秒，其中4秒为置零时间。这样逻辑电路循环地完成置数，置零以及各环节的定时三大功能。为下一步显示提供数据（电信号）。

显示器〔4〕，它可以有两种形式，一种是荧光显示，即把逻辑电路输出的置数数值显示出来。另一种是把输出信号输入到微机上，经过微机处理得出燃油重量流量等参数。

本发明按照测量密度范围0.8-1.0克/厘米³，被测燃油温度40-1000℃和工作环境在-10℃-+50℃的要求，设计了测量容器中浮子〔6〕上下浮动范围从0-200毫米，遮板长度200毫米，与此相对应三排光纤长度也为200毫米。三排光纤宽度50毫米。光纤每根直径按照每单位毫米排10根，光纤并留有0.035间距的要求选取，扫描光纤用直径1.5-2.5毫米光纤制成。