[實用新型]一種基于光纖光柵的彎管流量計

有效

• 申請號: 201720792003.2
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN207197597U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 曹曉峰;程永進;林劍濤;祝睿雪
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F1/34
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 馮必發

技術領域

本實用新型涉及流量計技術領域，尤其涉及一種基于光纖光柵的彎管流量計。

背景技術

在工業生產及工程應用中，流體的流量是經常需要被測量和控制的參數之一。傳統的轉子式流量計，由于受機械結構的限制，測量誤差較大。后來發展的電磁流量計、超聲波流量計和聲學多普勒流量計雖然測試精度有所提高，但易受電磁干擾等因素影響，使用成本較高。

光纖傳感器采用光纖進行傳感和傳輸，不存在上述問題，因此近年得到了越來越多的重視。但是目前的光纖流量計仍存在較多問題。

李川等人提出了一種靶式光纖光柵液體流量計(中國發明專利申請200910094845.0)，該流量計采用阻流靶、連桿、懸臂等一系列傳遞機構將流體引起的在阻流靶上的壓力傳遞給光纖光柵，通過光柵光譜的變化測得流量。該設計的不足在于：1)阻流靶影響了原有管道內的流場和流量；2)需要增加軸封片、設置長條孔等，工藝和結構復雜，尤其是需要對連桿這一可動機構進行密封，可靠性低。

張強等人同樣提出“帶溫度補償的光纖光柵液體流量傳感器”(中國發明專利申請200910229030.9)，該傳感器中采用“彈性舌”感受流體引起的壓力，其不足在于：1)彈性舌本身同樣會影響原有管道中的流量和流場特性；2)光纖 光柵的方向與流體方向不平行，流體流動會對光纖光柵產生附加應力，從而影響測量精度。

因此，如何使流量計不影響原管道的流量和流場，使光纖不受其它附加作用的影響并提高靈敏度，以及簡化流量計的結構和工藝，成為光纖流量計目前亟需解決的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的實施例提供了一種不影響管道的流量和流場、受附加影響作用小、靈敏度高且抗電磁干擾能力強的基于光纖光柵的彎管流量計。

本實用新型的實施例提供一種基于光纖光柵的彎管流量計，包括彎管、壓強感應件和二導管，所述壓強感應件包括空腔和將所述空腔平分為二子腔的金屬膜，一導管將所述彎管的內弧側與其中一子腔連通，另一導管將所述彎管的外弧側與另一子腔連通，所述金屬膜的表面粘貼有光纖光柵，自所述光纖光柵引出的光纖從所述空腔的引出孔穿出并與解調儀連接，所述解調儀連接計算機，一密封件密封所述引出孔，所述二子腔間的壓強差使所述金屬膜變形，每一所述導管均由與所述彎管連通的取壓管和與其中一所述子腔連通的引壓管組成，所述取壓管和所述引壓管呈90°連通，二所述取壓管相背延伸且位于同一直線上，二所述取壓管的長短一致。

進一步地，所述取壓管和所述引壓管的管徑相同，二所述引壓管的長短一致。

進一步地，所述空腔為圓柱體結構，所述金屬膜為圓形，其邊緣固定于所述空腔的內側壁。

本實用新型的實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本實用新型的基 于光纖光柵的彎管流量計，用于流體流量的監測，通過所述波長解碼模塊解碼所述光纖光柵中的波長變化并通過上述波長變化計算出所述金屬膜的應變量，避免了所述光纖光柵中的光源的功率和能耗對測量的影響，能夠延長監測時間；所述彎管的內弧側和外弧側分別通過二所述導管與所述壓強感應件連接，采用所述導管取壓，有效地避免了被測物與所述光纖光柵直接接觸，從而不僅不影響所述彎管內的流量和流場，而且所述光纖光柵受附加影響作用小，極大地提高了測量靈敏度；采用所述光纖光柵來感應所述金屬膜的應變量，測量精度高，且不受外界環境的干擾，而且還具有耐高溫、耐高壓、穩定性好、易組網、抗電磁干擾、對外界環境適應性強等特點。

附圖說明

圖1是本實用新型基于光纖光柵的彎管流量計的立體圖；

圖2是圖1的剖視圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地描述。

請參考圖1，本實用新型的實施例提供了一種基于光纖光柵的彎管流量計，用于流體流量的監測，該流體為液體或氣體，該基于光纖光柵的彎管流量計包括彎管1、壓強感應件2和二導管3。

請參考圖1和圖2，所述彎管1向內彎折，因而具有弧長較短的內弧側和弧長較長的外弧側，所述彎管1的內弧側和外弧側各設有一通孔11、12，二所述通孔11、12分別位于所述內弧側和所述外弧側的中間位置，若所述彎管1彎折 90°，則二所述通孔11、12分別位于所述內弧側和所述外弧側的45°處。所述彎管1中的流體靠近所述內弧側的流速大于靠近所述外弧側的流速，因而與所述內弧側連接的所述通孔11處的壓強大于與所述外弧側連接的所述通孔12處的壓強。