[發明專利]一種齒輪式光纖流量傳感器及其流量檢測方法

在審

• 申請號: 201910851292.2
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110470351A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 胡浩;鐘麗瓊
• 申請（專利權）人: 貴陽學院
• 主分類號: G01F1/28
• 分類號: G01F1/28
• 代理公司: 52100 貴陽中新專利商標事務所
• 代理人: 劉楠;李龍<國際申請>=<國際公布>=<

1.一種齒輪式光纖流量傳感器，其特征在于：包括傳感器探頭(1)、光電轉換器(2)和信號處理器(3)，傳感器探頭(1)包括空心殼體(11)、齒輪軸(12)、轉軸(13)和擺桿(14)，所述齒輪軸(12)和轉軸(13)均沿橫向轉動設置于空心殼體(11)內，齒輪軸(12)和轉軸(13)上分別套設固定有從動齒輪(15)和主動齒輪(16)，且從動齒輪(15)與主動齒輪(16)相嚙合，擺桿(14)的一端固定于主動齒輪(16)上，另一端伸至空心殼體(11)的外部，且位于空心殼體(11)外部的擺桿(14)的端部固定有流體沖擊板(17)，位于擺桿(14)引出端的空心殼體(11)為敞口式結構，且空心殼體(11)與擺桿(14)之間通過波紋式軟質防水布(18)密封連接，實現空心殼體(11)開口處的密封，所述齒輪軸(12)為空心軸桿，齒輪軸(12)內垂直于軸向固定有半圓形遮光片(19)，半圓形遮光片(19)的直徑與齒輪軸(12)的內徑相同，齒輪軸(12)的兩端同軸并相互指向地設置有入射光纖(20)和出射光線(21)，入射光纖(20)和出射光線(21)的橫截面均為與半圓形遮光片(19)的尺寸相同的半圓形結構，且入射光纖(20)和出射光線(21)正對設置，入射光纖(20)的另一端設置有光源(4)用以耦合入射光，接收光纖(21)的另一端與光電轉換器(2)相連，光電轉換器(2)與信號處理器(3)相連。

2.根據權利要求1所述一種齒輪式光纖流量傳感器，其特征在于：所述擺桿(14)自然下垂狀態下，入射光纖(20)、出射光線(21)以及半圓形遮光片(19)尚未遮擋的半圓形透光區正對設置。

3.根據權利要求1所述一種齒輪式光纖流量傳感器，其特征在于：所述所述齒輪軸(12)和轉軸(13)的兩端均通過軸承(22)轉動固定于空心殼體(11)內。

4.一種齒輪式光纖流量檢測方法，其特征在于：該方法是在空心殼體(11)內沿橫向轉動設置齒輪軸(12)和轉軸(13)，齒輪軸(12)上的從動齒輪(15)與轉軸(13)上的主動齒輪(16)相嚙合，擺桿(14)的一端固定于主動齒輪(16)上，另一端伸至空心殼體(11)的外部，且位于空心殼體(11)外部的擺桿(14)的端部固定流體沖擊板(17)，空心的齒輪軸(12)內垂直于軸向固定有半圓形遮光片(19)，半圓形遮光片(19)的直徑與齒輪軸(12)的內徑相同，齒輪軸(12)的兩端同軸并相互指向地設置有入射光纖(20)和出射光線(21)，入射光纖(20)和出射光線(21)的橫截面均為與半圓形遮光片(19)的尺寸相同的半圓形結構，且入射光纖(20)和出射光線(21)正對設置，檢測流體流量時，將該裝置置于流體中，并使初始狀態下沿豎向設置的流體沖擊板(17)與流體流向相垂直，通過流體沖擊流體沖擊板(17)使其擺動，從而帶動轉軸(13)轉動，進而通過齒輪傳動帶動齒輪軸(12)轉動，使半圓形遮光片(19)轉動并遮擋光纖路徑，從而使輸出光強度發生變化，通過檢測出光強的變化量，即可推算出半圓形遮光片(19)的轉動角度，即推算出流體沖擊板(17)的擺動角度，通過受力平衡分析推算出流體沖擊板(17)受到流體的沖擊力和沖擊壓強，從而由流體力學相關公式即可推算出流速的值，進而推算出流量值。