[發(fā)明專利]一種光纖分布式流速測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110261305.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN113009179B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓博;韓聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧省計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01P5/10
• 分類號(hào): G01P5/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;陳玲玉

1.一種光纖分布式流速測(cè)量方法，其特征在于，該方法適用于采用兩個(gè)以上光纖熱式流速傳感器測(cè)量流速的方法，包括步驟如下：

第一步，傳感器標(biāo)定；

(1)兩個(gè)以上光纖熱式流速傳感器組成傳感器組，將傳感器組(5)放置在標(biāo)定介質(zhì)中，標(biāo)定介質(zhì)的流場(chǎng)狀態(tài)為均勻流場(chǎng)或流場(chǎng)分布已知的非均勻流場(chǎng)；所述標(biāo)定介質(zhì)與測(cè)量流速的目標(biāo)介質(zhì)相同；

(2)選擇傳感器組中一個(gè)光纖熱式流速傳感器不被提供加熱功率，傳感器組中其他傳感器被提供加熱功率不變；

(3)根據(jù)傳感器組中各傳感器的流速測(cè)量范圍，改變流場(chǎng)流速值，記錄在不同流速下，傳感器組中各傳感器的溫度和標(biāo)定介質(zhì)溫度，定義T_xi(v)表示當(dāng)?shù)趚個(gè)傳感器不提供加熱功率時(shí)，第i個(gè)傳感器在流速v時(shí)的溫度；ΔT_xij(v)＝[T_xi(v)-T_xj(v)]；定義ΔT_xi0(v)＝[T_xi(v)-T_x0(v)]，T_x0(v)表示當(dāng)?shù)趚個(gè)傳感器不提供加熱功率時(shí)流體介質(zhì)在流速v時(shí)的溫度；

(4)重復(fù)(2)～(3)過程，直至傳感器組中所有傳感器都經(jīng)歷一次不提供加熱功率；

(5)定義a_ij(v)表示傳感器組中第i個(gè)傳感器在流速v時(shí)與其他傳感器間的換熱系數(shù)，h_i(v)表示第i個(gè)傳感器在流速v時(shí)與標(biāo)定介質(zhì)間的對(duì)流換熱系數(shù)，W_i表示第i個(gè)傳感器的加熱功率，傳感器組中任一傳感器與標(biāo)定介質(zhì)間的對(duì)流換熱系數(shù)和與其他傳感器間的換熱系數(shù)通過如下表達(dá)式計(jì)算：

(6)將計(jì)算得到的傳感器組中各傳感器在標(biāo)定介質(zhì)下的對(duì)流換熱系數(shù)h_i(v)，以及各傳感器與其他傳感器間的換熱系數(shù)a_ij(v)形成換熱矩陣：

將換熱矩陣輸入光信號(hào)分析系統(tǒng)中，完成標(biāo)定過程；

第二步，流速測(cè)量；

(1)將傳感器組放置在被測(cè)流體介質(zhì)中，各傳感器放置在相應(yīng)流速測(cè)量位置處；

(2)啟動(dòng)光源，使傳感器組中的所有傳感器處于加熱狀態(tài)；

(3)光信號(hào)分析系統(tǒng)根據(jù)傳感光信號(hào)計(jì)算得到各傳感器的溫度T_i，結(jié)合被測(cè)介質(zhì)此時(shí)的溫度T₀以及光信號(hào)分析系統(tǒng)中的換熱矩陣參數(shù)，為每個(gè)傳感器建立換熱方程通過對(duì)每個(gè)傳感器的換熱方程進(jìn)行求解，得到傳感器組中各傳感器所在位置處的流速值。