[發明專利]一種基于超聲耦合傾斜光纖光柵的粘度計

有效

• 申請號: 201610927503.2
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106501128B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 邵理陽;張文定;張小強;閆連山;潘煒
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N21/41
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

本發明提供了一種基于超聲耦合傾斜光纖光柵的粘度計，包括粘度計本體、光信號調制解調模塊、超聲波信號產生模塊和處理與顯示模塊。在測量使用時，將傾斜光纖光柵粘度計本體放入待測液體中，利用傾斜光纖光柵與超聲波產生的光柵耦合，獲得窄線寬的反射光譜輸出。利用粘度對超聲波振動的阻尼作用，通過探測反射譜耦合的波長及強度變化，反算出材料的粘度。利用溫度傳感模塊進行溫度補償消除材料溫度變化對粘度測量的影響。利用一層低折射率薄膜隔絕傾斜光柵與外界的接觸，避免材料折射率變化影響光譜響應，造成粘度測試的不準確性。

技術領域

本發明涉及粘度測量設備技術領域，具體而言，涉及一種基于超聲耦合傾斜光纖光柵的粘度計。

背景技術

粘度是流體粘滯性的一種量度，是流體流動力對其內部摩擦現象的一種表示。在生產或實驗中，經常需要測量液體的粘度，以便實現對液體的鑒別。例如，在石油及其附屬品生產中，粘度對各種潤滑油的質量鑒別、確定用途及確定各種燃料用油的燃燒性能及用度等放方面具有決定意義。現有技術測量粘度一般采用毛細管式、落球式、錐板式、轉筒式等。現有技術中粘度測量時間長、效率低，不能快速準確的測量液體的粘度。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于超聲耦合傾斜光纖光柵的粘度計，能夠快速準確的測量得到液體的粘度。

本發明提供的技術方案如下：

一種基于超聲耦合傾斜光纖光柵的粘度計，包括：

粘度計本體；

與所述粘度計本體連接，用于向所述粘度計本體輸出光信號并接收所述粘度計本體反饋的光信號的光信號調制解調模塊；

與所述粘度計本體連接，用于向所述粘度計本體輸出超聲波信號的超聲波信號產生模塊；

與所述光信號調制解調模塊和所述超聲波信號產生模塊相連接，用于控制二者并顯示液體粘度的控制與顯示模塊，其中：

所述粘度計本體包括光纖連接器、壓電元件、光纖，石英角、玻璃管、傾斜光纖光柵和斜角；所述壓電元件套設在所述光纖連接器上，所述石英角的一端與所述壓電元件連接，所述玻璃管套設在所述石英角上，所述傾斜光纖光柵的一端與所述玻璃管相連接，所述光纖穿過所述光纖連接器和石英角，所述傾斜光纖光柵表面鍍有低折射率薄膜，所述傾斜光纖光柵端面切斜角防止反射。

優選地，所述壓電元件為鋯鈦酸鉛壓電陶瓷。

優選地，還包括：

設置在所述粘度計本體上，與所述控制與顯示模塊相連接的，用于檢測待測液體溫度進行溫度補償的溫度傳感模塊。利用溫度傳感模塊進行溫度補償可以消除材料溫度變化對粘度測量的影響。

優選地，所述光信號調制解調模塊采用LED作為所述光纖的光源。

優選地，所述超聲波信號產生模塊和所述光信號調制解調模塊集成為聲光調制模塊。

在本申請實施例中，將傾粘度計本體放入待測液體中，利用傾斜光纖光柵與超聲波產生的光柵耦合，獲得反射譜中窄線寬的光譜輸出。利用粘度對超聲波振動的阻尼作用，通過探測反射譜耦合的波長及強度變化，反算出材料的粘度。利用一層低折射率薄膜隔絕傾斜光柵與外界的接觸，避免材料折射率變化影響光譜響應，造成粘度測試的不準確性。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。