[發明專利]一種高靈敏度光纖光柵流速傳感器

在審

• 申請號: 201711484647.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108169513A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 何偉;朱文杰;楊明紅;代圣力;戴玉堂
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26;G01F1/66
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是主要由圓筒(1)，以及安裝在圓筒(1)內的光柵基座(2)、阻流靶(7)和限位裝置組成；光柵基座(2)內安裝有光纖光柵(4)，光柵(4)兩端固定，中間懸空；阻流靶(7)上的壓針(8)，壓在懸空拉緊的光柵(4)中點。流體沖擊阻流靶(7)，阻流靶壓針(8)壓拉緊的光柵(4)中點。

2.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是所述的光柵基座(2)外形為圓柱體，圓柱體高9-11mm，直徑29-30mm；圓柱體一個圓面的中間有一直徑10mm、深2mm且與光柵基座(2)同軸的圓洞(3)；在圓洞(3)周圍，相對中心軸對稱地開有四個直徑4mm的軸向通孔(6)。

3.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是在開有圓洞(3)的圓面上，沿徑向開有0.3mm寬的凹槽，凹槽在靠近圓洞(3)邊緣時，深0.3mm；遠離圓洞(3)，凹槽逐漸加深，在光柵基座(2)的經向邊緣，凹槽穿過光柵基座(2)的另一面。

4.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是將一根刻有10mm長光柵(4)的光纖，去掉光柵(4)兩邊約14-16mm長的光纖涂覆層，用強力固化膠將去掉涂覆層的光纖固定在所述的凹槽中，使得光柵(4)剛好懸空橫跨圓洞(3)經向，與光柵基座(2)面平行，和圓洞(3)兩側形成一個簡支梁，光纖兩端從光柵基座(2)另一面引出。

5.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是所述的阻流靶(7)為一圓片，圓片厚度為1.5-2.5mm，圓片厚度薄些好，但要保證圓片的剛性；圓片徑向相對兩側開有與定位銷匹配的弧形口。

6.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是阻流靶(7)圓片的一面中間沿徑向固定有一根與圓片形成一體的圓柱體壓針(8)，圓柱體壓針(8)長5-7mm，直徑06.-0.8mm，圓柱體壓針(8)的軸線與圓片面平行，圓柱體壓針(8)的中心對準圓片中心。

7.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是光柵基座(2)安裝在圓筒(1)中，光柵基座(2)引出光纖的一面與圓筒(1)一端圓面平齊，光柵基座(2)安裝光柵(4)的一面朝著圓筒(1)里面。

8.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是所述的阻流靶(7)置于圓筒(1)內，阻流靶(7)有壓針(8)的一面對著光柵基座(2)安裝光柵(4)的一面；

9.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是所述的限位裝置由定位銷(10)和定位螺絲(11)組成，該限位裝置使得阻流靶(7)的壓針(8)垂直靠近光柵基座(2)的光柵(4)，并保證阻流靶(7)不致轉動和從圓筒(1)中脫出。

10.根據權利要求1所述的高靈敏度光纖光柵流速傳感器，其特征是所述的圓筒(1)、光柵基座(2)和阻流靶(7)，其尺寸依據實際應用情況有所變化，但光柵基座(2)的直徑不宜太大，以免影響待測流體的流動狀態；光柵基座(2)的直徑不宜小于10mm，小于10mm不利于光柵簡支梁的構建和光柵信號的讀取；阻流靶(7)圓片直徑越大，測量靈敏度越高，最大測量值越小；阻流靶(7)圓片直徑越小，測量靈敏度越低，最大測量值越大。