[發明專利]流速傳感器探頭及流速測量系統

有效

• 申請號: 201710519315.0
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107179421B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李振;王紀強;趙林;侯墨語;董果風;劉統玉
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 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: 梁香美

本發明提供了一種流速傳感器探頭及流速測量系統，涉及流速測量領域。所述流速傳感器探頭包括流速測量段光纖、測量光纖套管、溫度補償段光纖、補償光纖封裝結構和絕熱連接結構，所述測量光纖套管套設于流速測量段光纖外側，所述溫度補償段光纖封裝于補償光纖封裝結構內側，測量光纖套管和補償光纖封裝結構分別與絕熱連接結構固定連接，溫度補償段光纖穿過絕熱連接結構和流速測量段光纖耦合，絕熱連接結構由絕熱材料制成。相對于現有技術，本發明提供的流速傳感器探頭通過絕熱連接結構將測量段光纖和補償段光纖分離，使兩者的溫度場之間不發生相互干擾，提高了測量結果的準確性與精度，且整體結構穩定、機械性能好，適用于眾多流速監測場所。

技術領域

本發明涉及流速測量領域，具體而言，涉及一種流速傳感器探頭及流速測量系統。

背景技術

流速測量在石油化工、生物醫學、能源計量、環境監測等領域占據著舉足輕重的地位，熱線式流速傳感器具有測量精度高、量程廣的特點，在眾多領域有著廣泛的應用。但其自身帶電，在易燃易爆等場合應用存在安全隱患。鑒于上述現象，伴隨著光纖技術的發展，光纖熱式流速流量傳感器開始受到廣泛關注。

對于光纖熱式流速流量傳感器的研究，中國專利申請號201210016727.X，名稱為“基于光纖光柵的熱線式流量傳感器件”的發明專利，提供了一種采用激光泵浦的金屬鍍膜光纖光柵流量傳感器。其包括溫度補償段光纖和流量測量段光纖；溫度補償段光纖纖芯寫入第一光纖光柵，流量測量段光纖纖芯寫入第二光纖光柵，第二光纖光柵所在光纖的包層表面鍍有一層金屬離子形成金屬膜，溫度補償段光纖和流量測量段光纖之間的錯位熔接區的耦合率通過調整溫度補償段光纖和流量測量段光纖端面的橫向錯位距離來實現。

中國專利申請號201310040905.7，名稱為“一種基于摻雜光纖光柵的光纖流量傳感器”的發明專利，介紹了一種激光泵浦的摻雜光纖光柵流量傳感器。其包括溫度補償段光纖和流量測量段光纖；流量測量段光纖為摻雜光纖，其纖芯中寫入了光纖光柵A，溫度補償段光纖為普通單模光纖，其纖芯寫入光纖光柵B；利用泵浦激光器泵浦流量測量段光纖，其溫度和光纖光柵A的波長隨風速變化。

上述兩個發明僅僅闡述了通過泵浦激光作用特種光纖產生熱線效應，并無具體傳感器探頭的設計。

中國專利申請號201210016705.3，名稱為“多截面分布式光纖光柵熱式流量傳感器”的發明專利，公開了一種多截面分布式光纖光柵熱式流量傳感器。在管道的管壁上沿軸向設有多個鉆孔，在每個徑向截面上設有2個以上鉆孔，每個鉆孔中分別安裝密封連接件，光纖通過密封連接件固定在鉆孔內，尾纖從其中相對的一個鉆孔中引出，每個光纖中均串接一個光纖光柵熱式流量傳感器件，同一徑向截面上光纖光柵熱式流量傳感器件保持均勻分布，并且其溫度補償段光纖靠近尾纖的一端。

中國專利申請號201510671265.9，名稱為“一種有源式光纖光柵法布里—珀羅干涉儀管道流量計”的發明專利，提供一種有源式光纖光柵法布里—珀羅干涉儀管道流量計，涉及測量技術。圓形直管的同一個橫截面設有一組安裝孔，安裝孔貫通圓形直管相對應的表面，安裝孔的中軸線相互平行，圓形直管相對應的表面的一對安裝孔穿過光纖，在圓形直管內腔的光纖串接光纖光柵法布里—珀羅干涉結構，光纖連接有泵浦激光器。

上述兩個發明提供的光纖流量流速傳感器僅用于管道內監測，光纖無具體保護措施，易折易斷影響使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種流速傳感器探頭及流速測量系統，能夠有效改善上述問題。

本發明的實施例是這樣實現的：