光纖型流量監測裝置的製作方法

2023-06-28 12:16:56

專利名稱：光纖型流量監測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流量儀表，更確切地說，涉及一種利用光纖彎曲損耗變化檢測流
量的裝置。
背景技術：
現有的浮子流量表是由一根自下而上擴大的垂直錐形管和一個沿錐管軸向上下移動的浮子所組成。被測流體從下向上經過錐管和浮子形成的環隙時，浮子上下部產生壓差給予浮子上升的力，當浮子所受上升力大於浸於流體中浮子的重量時，浮子便上升，浮子與錐管之間的環隙面積隨之增大，環隙處流體流速下降，浮子上下部壓差降低，作用於浮子的上升力減少，只有上升力等於浸在流體中浮子重量時，浮子便穩定在某一高度。現場指示型流量計是通過浮子穩定的高度對應的錐管外表面上的刻度讀出流體的流量。而目前數字式流量計主要是通過位於錐管外部的霍爾傳感元件獲取具有磁性浮子的高度，再通過電路處理顯示流體的流量，由於磁場參數的不均勻使該類流量計的精度不高，其精度受到環境電磁幹擾。並且該類型的流量計只能是豎直安置，這些都限制了該類流量計的使用範圍。

發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基於光纖彎曲損耗的光纖流量計，其結構簡單、設計合理、加工製作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，並且生產、使用、維護成本低。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種光纖型流量監測裝置，包括浮子9，外殼10，其特徵在於曲線型殼體4的一端固定在外殼10內，曲線型殼體4的另一端固定有一輔助彈簧15的一端，輔助彈簧15的另一端固定有浮子9，在所述的曲線型克體4內部相對兩側布設有多個A側變形齒4-1和多個B側變形齒4-2，所述的A側變形齒4_1和B側變形齒4-2呈交錯布設，A側變形齒4-1和B側變形齒4-2對應布設在信號光纖6的兩側，信號光纖6通過延長光纖1接測試單元5，測試單元5後接處理單元7。當有流體流過時，輔助彈簧15和曲線型殼體4的長度受浮子9的影響而變化，曲線型殼體4的長度變化導致曲線型殼體4內的相對兩側的變形齒之間的距離改變，這樣使夾持在相對兩側變形齒間信號光纖6的彎曲曲率變化，測試單元5通過檢測信號光纖6內部傳輸光信號功率的變化獲取曲線型殼體4的長度變化，測試單元5將檢測到的信號傳遞給處理單元7，處理單元7計算出流體流量大小。曲線型殼體4的一端固定在外殼10內，曲線型殼體4的另一端固定有浮子9。位於所述曲線型殼體4內的、夾持於兩列變形齒之間的信號光纖6的一端安置有光反射裝置46，如反射鏡或光纖光柵。所述的信號光纖6的另一端與1X2分路器45的1 口連接，1X2分路器45的2 口與測試單元5的連接。二個或二個以上的外殼10中的曲線型殼體4中的信號光纖6串聯在一根光纖。在任意兩個曲線型殼體4之間安置有光反射裝置46，優選的做法是低反射損耗的反射鏡或光纖光柵，光纖光柵最好採用布拉格光纖光柵。所述的曲線型殼體4的橫截面為封閉的圓環狀。所述的曲線型殼體4內部填充有阻水油膏。所述信號光纖6為外部包有多層光纖保護層的光纖，如緊套光纖、碳塗覆光纖、聚醯亞胺塗覆光纖等；所述信號光纖也可以是塑料光纖、多芯光纖、細徑光纖或光子晶體光纖。本發明與現有技術相比具有以下優點1、本發明的光纖型流量監測裝置，具有結構簡單、設計合理、使用方式靈活、靈敏度高；2、本發明的光纖型流量監測裝置，因基於光纖微彎損耗原理，使本裝置具有抗電磁幹擾、靈敏度高、電絕緣性好、安全可靠、耐腐蝕、可遠距離檢測、便於復用組網等諸多優佔.
^ \\\ 3、本發明的光纖型流量監測裝置，由於可以採用的光源-光功率法測試，從而可以大幅度降低測試單元5的成本，從而使本裝置的整體成本大幅度降低，使本裝置具有廣闊的使用範圍。4、本發明的光纖型流量監測裝置，也可以使用光時域反射計(簡稱0TDR)構成測試單元5，檢測串聯在一根光纖上的多個包含在曲線型殼體4中的信號光纖6的狀態，從而可以低成本、高效的完成多個不同的流量監測，使該裝置在節約能源、節約原材料、低碳排放、自動控制等方面的應用能以較低的成本來實現。綜上所述，本發明結構簡單、設計合理、加工製作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，並具有成本低、可以遠距離檢測、易組網復用等優點，使本發明的裝置具有良好的使用前景。下面通過附圖和實施例，對發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明第一具體實施方式
的結構示意圖。圖2為本發明第一具體實施方式
中曲線型殼體4的橫截面結構示意圖。圖3為本發明第二具體實施方式
的結構示意圖。圖4為本發明第三具體實施方式
的結構示意圖。圖5為本發明第四具體實施方式
的結構示意圖。附圖標記說明
1-延長光纖；2-前卡環；3-後卡環；4-曲線型殼體■』5-測試單元；6-信號光纖■』7-處理單元■』9-浮子；10-外殼■』
權利要求
1.光纖型流量監測裝置，包括浮子(9)，外殼(10)，其特徵在於曲線型殼體的一端固定在外殼(10)內，曲線型殼體(4)的另一端與輔助彈簧(15)的一端連接在一起，輔助彈簧(1 的另一端固定有浮子(9)，在所述的曲線型殼體內部的相對兩側布設有多個A側變形齒G-1)和多個B側變形齒G-2)，所述的A側變形齒(4-1)和B側變形齒(4_2)呈交錯布設，A側變形齒和B側變形齒G-2)對應布設在信號光纖(6)的兩側，信號光纖(6)通過延長光纖(1)接測試單元(5)，測試單元( 後接處理單元(7)。
2.按照權利要求1所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於曲線型殼體的一端固定在外殼(10)內，曲線型殼體的另一端固定有浮子(9)。
3.按照權利要求1所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於位於所述曲線型殼體(4)內的、夾持於兩列變形齒之間的信號光纖(6)的一端安置有光反射裝置06)。
4.按照權利要求3所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於所述的信號光纖(6)的另一端與1X2分路器05)的1 口連接，1X2分路器05)的2 口與測試單元(5)的連接。
5.按照權利要求1所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於個或二個以上的外殼(10)中的曲線型殼體⑷中的信號光纖(6)串聯在一根光纖。
6.按照權利要求5所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於在任意兩個曲線型殼體(4)之間安置有光反射裝置06)。
7.按照權利要求6所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於所述的光反射裝置06)是低反射係數的布拉格光纖光柵。
8.按照權利要求1所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於曲線型殼體的橫截面為封閉的圓環狀。
9.按照權利要求8所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於曲線型殼體內部填充有阻水油膏。
10.按照權利要求1所述的光纖型流量監測裝置，其特徵在於所述信號光纖(6)是塑料光纖、多芯光纖、細徑光纖或光子晶體光纖。
全文摘要
本發明公開了一種基於光纖彎曲損耗變化的光纖型流量監測裝置，主要是在外殼(10)內、與浮子(9)連接的有一曲線型殼體(4)，在曲線型殼體(4)內部的相對兩側布設有多個變形齒，變形齒間夾持有信號光纖(6)。浮子(9)在流體的帶動下移動並使曲線型殼體(4)的長度變化，引發其內部兩側變形齒間的位置變化，使夾持在兩側變形齒之間的信號光纖(6)的彎曲曲率變化，從而改變了信號光纖(6)的微彎損耗，測試單元(5)檢測到該微彎損耗變化並傳遞給處理單元(7)，處理單元(7)計算出流體流量的大小。本裝置精度高、成本低、可遠距離傳輸數據、易於復用組網，具有廣闊的應用前景。
文檔編號G01F1/52GK102384772SQ20101027627
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月25日 優先權日2010年8月25日
發明者杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司