[发明专利]用于压气机流体多参数测量的光纤传感器及测量方法

摘要

本发明提出了一种光强式与光栅式混合光纤流量传感器及测量方法，布拉格光栅式光纤对称分布于环形弹性应变片表面，通过光纤中心波长的偏移量计算出静压；光强光纤垂直照射到弹性应变片中心，并由两组接收光纤接收反射光，通过两组接收光纤的光强比值计算弹性应变片的偏移距离，从而计算出总压；测温光栅光纤黏贴于皮托管内壁，通过测温光栅光纤中心波长的偏移量计算出压气机总温；另一测温光栅光纤水平固定在筒状金属外壳内侧测量工作环境的温度，对总压和静压进行温度补偿。本发明不仅具有光纤传感器体积小，结构简单，抗干扰能力强等特点，而且可以实现一个传感器测量流体总压，静压，总温，流量等多个参数。

主权项

一种用于压气机流体多参数测量的光强式与光栅式混合光纤传感器，包括皮托管（11）；其特征在于：包括环形静压弹性应变片（1）、圆形总压弹性应变片（2）、筒状金属封装外壳（3）、双圈同轴光强反射式光纤探头（4）、测温光栅光纤（8）和测温光栅光纤（10）；筒状金属封装外壳3连接于皮托管（11）的测量接口，在筒状金属封装外壳（3）与皮托管（11）连接之处设置中心带有通孔的环形静压弹性应变片（1，在筒状金属封装外壳（3）的另一端设有通孔，双圈同轴光强反射式光纤探头（4置于筒状金属封装外壳（3）的真空腔内，并通过通孔引出发射和接收光纤；在环形静压弹性应变片（1）与双圈同轴光强反射式光纤探头（4）之间设有圆形总压弹性应变片（2）；测温光栅光纤（10）设置在皮托管（11）总压孔B的内壁上；测温光栅光纤（8）设置在筒状金属封装外壳（3）的真空腔的内壁上；所述环形静压弹性应变片（1是环形静压弹性应变片上粘贴若干压力测量的光栅光纤，若干压力测量的光栅光纤（9）沿圆周均匀分布；所述双圈同轴光强反射式光纤探头（4）上的发射和接收光纤的排布为：光纤的中心为一根发射光纤，发射光纤的外围设有六根接收光纤形成第一组接收光纤（6），第一组接收光纤（6）的外围设有十二根接收光纤形成第二组接收光纤（7）；所述环形静压弹性应变片（1）、圆形总压弹性应变片（2）、测温光栅光纤（8）和测温光栅光纤（10）上设有信号输出连接线。