[實用新型]一種基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置

有效

• 申請號: 201720629257.2
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN206847695U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 侯德文;康娟;王小蕾;趙春柳;董新永
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36;G01F1/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光纖傳感領域和流量測量領域，具體涉及到一種基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置。該方法比傳統文丘里流量計測量精度高且結構簡單、操作方便，可用在生物體液、化學試劑和醫用液體領域的微流量測量中。

背景技術

近年來，隨著生物、化學、材料等領域地不斷發展，對流量測量的精度、范圍等參數要求越來越高，亟需尋找一種高精度、實時在線的流量計。

目前的流量測量方法大都采用文丘里流量計來實現，常用的文丘里流量計主要包括內藏式文丘里流量計和插入式文丘里流量計，這兩種文丘里流量計原理均是采用壓力計測量管內壓差的方法來實現流體流量的計量。由于管內壓差需要用差壓變送器來實現差壓信號到電信號的轉變，而差壓變送器存在著穩定性差、量程小和精度低等缺點，會導致實際流量測量中受到限制。

本實用新型提出了一種基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置，該裝置測量精確度高，結構簡單，易于操作，重復性好，適合對生物，化學等領域的微流體流量方面的測量。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種測量精確度高，結構簡單，易于操作基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置。

本實用新型采用的技術方案為：

一種基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置，包括寬帶光源，光纖環行器，文丘里結構、FBG₁、FBG₂和光譜儀；寬帶光源的輸出端與光纖環行器的輸入端相連，光纖環行器的第一輸出端與FBG₁的輸入端相連，FBG₁的輸出端和FBG₂相連，光纖環行器的第二輸出端與光譜儀的輸入端相連。

所述的一種基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置，其特征在于：FBG₁和FBG₂分別放置在文丘里結構的入口和喉管處。

所述的一種基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置，其特征在于：FBG₁與FBG₂級聯，即一根光纖上分別寫入兩段相同的柵區，中心波長相同，在1550nm處，柵區長度為1mm，FBG₁與FBG₂之間的距離不小于文丘里結構入口和喉管之間的間距。

本實用新型的工作原理是：寬帶光源發出的光經過光纖環行器后由FBG₁的輸入端進入級聯FBG的傳感結構，被外界流量調制的光信號經過光纖環形器的第二輸出端進入光譜儀進行監控。上述的文丘里結構，其特征是沒有傳統文丘里流量計的差壓變送器，僅在內部放置參數相同的級聯FBG₁和FBG₂。當待測微流體流經文丘里結構入口和喉管時，在這兩處的光柵由于感受不同的流體壓力，使得中心波長的相對位置發生漂移，通過監控輸出光譜漂移量的變化從而獲得微流體流量的大小。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型僅通過將級聯FBG₁和FBG₂與文丘里結構組成傳感結構，就能夠實現微流體流量的測量，克服了傳統文丘里流量計測量流體流量精確度低和誤差大等缺點。

與傳統文丘里流量計的流量測量方法相比，本實用新型對于電磁干擾環境中的微流量測量的適用范圍更為廣泛，且測量精度高，結構簡單，成本低。

附圖說明

圖1為基于文丘里結構的級聯FBG微流量測量裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步描述。