[发明专利]基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法

摘要

基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法，属于燃气流量测量技术领域。本发明是为了解决现有燃气流量计量采用的装置基于电子器件构成，防爆效果差，使用不安全的问题。它采用光纤光栅解调仪采集获得光纤光栅温度传感器测量管内的当前温度T1和自热式光纤光栅温度传感器测量管内的当前温度T，大功率LED光源内部的控制单片机获取自热式光纤光栅温度传感器测量管内的当前温度T后，对当前温度T进行数据处理，并控制大功率LED光源的输出功率，使自热式光纤光栅温度传感器的测量管内温度达到预定温度T2；再由大功率LED光源的输出功率与燃气流速的线性关系，计算获得燃气供气管道内的燃气流量数值。本发明用于燃气流量计量。

主权项

一种基于光纤光栅的热式流量传感器的燃气流量计量方法，所述热式流量传感器包括光纤光栅解调仪(1)、带有光栅的光纤(2)、组合透镜耦合器(3)、大功率LED光源(4)、光纤光栅温度传感器(5)、自热式光纤光栅温度传感器(6)、塑料光纤(7)和测温光纤(8)，光纤光栅温度传感器(5)和自热式光纤光栅温度传感器(6)并行设置于燃气供气管道内，光纤光栅温度传感器(5)设置于近气源侧，光纤光栅温度传感器(5)和自热式光纤光栅温度传感器(6)之间间隔预定距离；自热式光纤光栅温度传感器(6)采用双管一体化设计，将塑料光纤(7)和测温光纤(8)封装在一起，塑料光纤(7)实现对自热式光纤光栅温度传感器(6)的加热，测温光纤(8)实现温度的测量并传输；光纤光栅温度传感器(5)的温度信号经带有光栅的光纤(2)传递至光纤光栅解调仪(1)的一个温度信号输入端，自热式光纤光栅温度传感器(6)的温度信号经测温光纤(8)传递至光纤光栅解调仪(1)的另一个温度信号输入端；光纤光栅解调仪(1)的数据传输接口与大功率LED光源(4)的数据传输接口连接，大功率LED光源(4)的出射光经组合透镜耦合器(3)和塑料光纤(7)后，由塑料光纤(7)侧壁的光溢出口溢出，经光选择性吸收薄膜转化为热能，传输至自热式光纤光栅温度传感器(6)；其特征在于，所述燃气流量计量方法为：采用光纤光栅解调仪(1)调控大功率LED光源(4)的输出功率，对自热式光纤光栅温度传感器(6)进行自加热，并使其达到预定温度T2；当有燃气通过时，采用光纤光栅解调仪(1)采集获得光纤光栅温度传感器(5)测量管内的当前温度T1和自热式光纤光栅温度传感器(6)测量管内的当前温度T，大功率LED光源(4)内部的控制单片机获取自热式光纤光栅温度传感器(6)测量管内的当前温度T后，对当前温度T进行数据处理，并根据数据处理结果控制大功率LED光源(4)的输出功率，使自热式光纤光栅温度传感器(6)的测量管内温度达到预定温度T2，并维持恒定，从而使两传感器温差ΔT恒定；再由大功率LED光源(4)的输出功率与燃气流速的线性关系，根据大功率LED光源(4)的输出功率计算获得燃气供气管道内的燃气流量数值。