[發明專利]一種高低量程一體式的光纖流速測量裝置及其方法

有效

• 申請號: 202011111126.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112098677B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 李振;王紀強;馮玉輝;王佳敏;劉統玉;趙林;侯墨語;劉媛;董果鳳
• 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: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種高低量程一體式的光纖流速測量裝置，其特征在于，包括：

一體式光纖流速傳感器(1)，包括傳感器本體(11)；所述傳感器本體(11)包括流體接觸端(111)和感應端(112)；所述流體接觸端(111)的端面設置有流體入口(1111)和全壓進口(1112)，所述傳感器本體(11)內部設置有流體通道(113)、流體通孔(114)、全壓通道(115)、靜壓通道(116)、低壓室(117)和高壓室(118)；所述傳感器本體(11)的側壁設置有靜壓進口(119)；

所述流體入口(1111)、所述流體通道(113)和所述流體通孔(114)依次連通，所述全壓進口(1112)、所述全壓通道(115)和所述高壓室(118)依次連通，所述靜壓進口(119)、所述靜壓通道(116)和所述低壓室(117)依次連通；所述低壓室(117)和所述高壓室(118)之間設置有第一光纖傳感元件(11A)；所述流體通孔(114)內設置有第二光纖傳感元件(11B)，且所述第二光纖傳感元件(11B)垂直于待測流體的流向(F)；

所述第一光纖傳感元件(11A)包括彈性膜片(11A1)、第一光纖光柵(11A2)和第二光纖光柵(11A3)，所述第一光纖光柵(11A2)和所述第二光纖光柵(11A3)分別貼附于所述彈性膜片(11A1)的兩側，所述第一光纖光柵(11A2)靠近所述低壓室(117)，所述第二光纖光柵(11A3)靠近所述高壓室(118)；所述第二光纖傳感元件(11B)包括第三光纖光柵(11B1)，所述第三光纖光柵(11B1)為參雜光纖光柵、拉錐光纖和多模-單模光纖中的一種，其能夠實現較好的光熱轉化,所述第一光纖光柵(11A2)、所述第二光纖光柵(11A3)和所述第三光纖光柵(11B1)通過一根單模光纖(11AB)依次串聯；

波分復用器(2)，所述單模光纖(11AB)的兩端均接入所述波分復用器(2)；

泵浦光源(3)，與所述波分復用器(2)通過普通光纖連接；

光纖光柵解調儀(4)，與所述波分復用器(2)通過普通光纖連接；

流速運算器(5)，與所述光纖光柵解調儀(4)電連接。

2.根據權利要求1所述的高低量程一體式的光纖流速測量裝置，其特征在于，所述第一光纖傳感元件(11A)進一步包括膜片基座(11A4)；所述彈性膜片(11A1)嵌設在所述膜片基座(11A4)上，所述膜片基座(11A4)設置有第一通孔(11A41)和第二通孔(11A42)，所述第一通孔(11A41)和所述第二通孔(11A42)分別位于所述彈性膜片(11A1)相對的兩端，串聯有所述第一光纖光柵(11A2)和所述第二光纖光柵(11A3)的所述單模光纖(11AB)依次穿過所述第一通孔(11A41)、所述第二通孔(11A42)和所述第一通孔(11A41)，串聯有所述第一光纖光柵(11A2)和所述第二光纖光柵(11A3)的所述單模光纖(11AB)一端接入所述波分復用器(2)，另一端串聯所述第三光纖光柵(11B1)。

3.根據權利要求2所述的高低量程一體式的光纖流速測量裝置，其特征在于，所述第二光纖傳感元件(11B)進一步包括導熱套管(11B2)，所述第三光纖光柵(11B1)位于所述導熱套管(11B2)內。

4.根據權利要求1所述的高低量程一體式的光纖流速測量裝置，其特征在于，所述傳感器本體(11)為L型。

5.根據權利要求1所述的高低量程一體式的光纖流速測量裝置，其特征在于，所述傳感器本體(11)為直筒型。

6.根據權利要求4或5所述的高低量程一體式的光纖流速測量裝置，其特征在于，所述傳感器本體的所述流體接觸端(111)和所述感應端(112)是一體式的。