一種壓差式光纖流量計制造技術

本發明專利技術公開了一種壓差式光纖流量計，該壓差式光纖流量計包括：安裝于被測管道的導流管；安裝于導流管上并且兩端均與導流管聯通的測量管，以測量流體的流量；安裝于測量管內的測力膜片，以在導流管的兩端的壓力差下產生變形；安裝于測力膜片的光纖光柵，以測量導流管的兩端的壓力差；以及安裝于測量管內的固定梁。本發明專利技術提供的這種壓差式光纖流量計，采用在原管道外的測量管測量的方式，最大限度地減小了對原管道的流量和流場的影響，通過壓差式的設計，提高了流量計的靈敏度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及流量測試
，尤其涉及一種壓差式光纖流量計，適用于測量流體的流量。
技術介紹
在工業生產和人民生活的很多領域，都需要對流體的流量進行監測。目前，常用的靶式流量計是通過液體流經靶板時對靶板產生壓力，使靶板帶動靶桿產生微量位移，通過電傳感器測得位移量并將位移量轉換為電信號輸入分析設備進行計算，最后得出流量數值。但是，電子類傳感器存在密封性差、易漏電、易腐蝕、受電磁干擾等問題。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(中國專利技術專利申請200910094845. O)，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。張強等人同樣提出了“帶溫度補償的光纖光柵液體流量傳感器”(中國專利技術專利申請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。高應俊等人在技術專利“光纖光柵流量傳感器”中也公開了一種類似的結構，該結構采用將光纖光柵布置于“片狀物”上的方法進行流量測量，片狀物感受流體的壓力。該方案存在與上述兩個方案相同的不足片狀物同樣會影響原有管道中的流量和流場特性。此外，光纖光柵與片狀物連為一體容易產生啁啾，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。本專利技術提出一種壓差式光纖流量計，用于流體流量的監測，重點解決流量計影響原管道的流量和流場，光纖受其它附加作用的影響，以及提高流量計的靈敏度問題。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供一種壓差式光纖流量計，以解決流量計影響原管道的流量和流場，光纖受其它附加作用的影響，以及提高流量計的靈敏度問題。(二)技術方案為達到上述目的，本專利技術提供了一種壓差式光纖流量計，該壓差式光纖流量計包括安裝于被測管道的導流管10 ;安裝于導流管10上并且兩端均與導流管10聯通的測量管20，以測量流體的流量；安裝于測量管20內的測力膜片30，以在導流管10的兩端的壓力差下產生變形；安裝于測力膜片30的光纖光柵40，以測量導流管10的兩端的壓力差；以及安裝于測量管20內的固定梁50。上述方案中，所述導流管10的孔徑為漸變結構，在流體進入一端的孔徑大于流體流出一端的孔徑。上述方案中，所述測力膜片30為圓形，安裝于測量管20的內壁并將測力膜片30兩側的流體隔離開。上述方案中，所述光纖光柵40沿測力膜片30的徑向或法向固定于測力膜片30的表面。所述光纖光柵40沿測力膜片30的法向固定于測力膜片30的表面時,光纖光柵40固定于固定梁50的中心51和測力膜片30的中心32之間。6、根據權利要求1所述的壓差式光纖流量計，其特征在于，所述固定梁50的剛度遠大于測力膜片30的剛度。7、根據權利要求1所述的壓差式光纖流量計，其特征在于，所述固定梁50在測量管20中的截面積遠小于測量管20的橫截面積。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本專利技術具有以下有益效果1、本專利技術提供的這種壓差式光纖流量計，采用在原管道外的測量管測量的方式，最大限度地減小了對原管道的流量和流場的影響。2、本專利技術提供的這種壓差式光纖流量計，通過壓差式的設計，可以通過多種方法提高流量計的靈敏度，如I)提高導流管10兩側的孔徑直徑比；2)減小測力膜片30的厚度；3)沿測力膜片30的法向安裝光纖光柵40等。附圖說明圖1為本專利技術提供的壓差式光纖流量計的示意圖；圖2為依照本專利技術實施例一的壓差式光纖流量計中測力膜片30的示意圖；圖3為依照本專利技術實施例一的壓差式光纖流量計中固定梁50的示意圖；圖4為依照本專利技術實施例二的壓差式光纖流量計中測力膜片30上安裝光纖光柵40的示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術進一步詳細說明。請參照圖1 圖3，圖1為本專利技術提供的壓差式光纖流量計的示意圖；圖2為依照本專利技術實施例一的壓差式光纖流量計中測力膜片30的示意圖；圖3為依照本專利技術實施例一的壓差式光纖流量計中固定梁50的示意圖。該壓差式光纖流量計包括安裝于被測管道的導流管10 ;安裝于導流管10上并且兩端均與導流管10聯通的測量管20，以測量流體的流量；安裝于測量管20內的測力膜片30，以在導流管10的兩端的壓力差下產生變形；安裝于測量管20內的固定梁50 ;沿測力膜片30的法向安裝于測力膜片30與固定梁50之間的光纖光柵40，以測量導流管10的兩端的壓力差。導流管10在流體進入的一端孔徑較大，在流體流出的一端孔徑較小，且孔徑為漸變結構，例如文丘里管。測力膜片30為圓形，安裝于測量管20的內壁并將測力膜片30兩側的流體隔離開。光纖光柵40沿測力膜片30的法向固定。其固定方法為，在測力膜片30的中央有一孔32，光纖光柵40的一端固定于此孔上并密封(例如可用膠粘的方式)。光纖光柵40的另一端固定于固定梁50，固定梁50安裝于測量管20的內部。固定梁50的剛度遠大于測力膜片30的剛度，固定梁50在測量管20中的截面積遠小于測量管20的橫截面積。光纖光柵40固定于固定梁50的中心51和測力膜片30的中心32之間。本專利技術提供的壓差式光纖流量計的工作原理為，參考圖1、圖2、圖3，當流體在導流管10中流動時，通過漸變孔徑的導流管10，會在導流管10的兩端產生壓差，壓差的大小與流量具有固定的關系。測量管20的兩端分別與導流管10聯通。測力膜片30因此會在測量管20的兩端壓差作用下產生形變，形變的大小與壓差成線性關系。固定梁50在測量管20中的截面積遠小于測量管20的橫截面積；固定梁50的剛度遠大于測力膜片30的剛度，因此當流體在導流管10中流過時，引起導流管10兩端的壓差會使固定梁50的中心51和測力膜片30的中心32之間的距離發生變化，從而引起固定在起見的光纖光柵40產生應變，通過測量光柵40的輸出波長發生變化即可得到流量大小。在實施例一中，光纖光柵40沿測力膜片30的法向固定，在實際應用中，光纖光柵40還可以沿測力膜片30的徑向固定。請參照圖1、圖4，圖1為本專利技術提供的壓差式光纖流量計的示意圖；圖4為依照本專利技術實施例二的壓差式光纖流量計中測力膜片30上安裝光纖光柵40的不意圖。該壓差式光纖流量計包括安裝于被測管道的導流管10 ;安裝于導流管10上并且兩端均與導流管10聯通的測量管20，以測量流體的流量；安裝于測量管20內的測力膜片30，以在導流管10的兩端的壓力差下產生變形；安裝于測量管20內的固定梁50 ;沿測力膜片30的徑向安裝于測力膜片30上的光纖光柵40，用于測量導流管10的兩端的壓力差。導流管10在流體進入的一端孔徑較大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓差式光纖流量計，其特征在于，該壓差式光纖流量計包括：安裝于被測管道的導流管(10)；安裝于導流管(10)上并且兩端均與導流管(10)聯通的測量管(20)，以測量流體的流量；安裝于測量管(20)內的測力膜片(30)，以在導流管(10)的兩端的壓力差下產生變形；安裝于測力膜片(30)的光纖光柵(40)，以測量導流管(10)的兩端的壓力差；以及安裝于測量管(20)內的固定梁(50)。

【技術特征摘要】
1.一種壓差式光纖流量計，其特征在于，該壓差式光纖流量計包括: 安裝于被測管道的導流管(10)； 安裝于導流管(10)上并且兩端均與導流管(10)聯通的測量管(20)，以測量流體的流量; 安裝于測量管(20)內的測力膜片(30)，以在導流管(10)的兩端的壓力差下產生變形； 安裝于測力膜片(30)的光纖光柵(40)，以測量導流管(10)的兩端的壓力差；以及 安裝于測量管(20)內的固定梁(50)。2.根據權利要求1所述的壓差式光纖流量計，其特征在于，所述導流管(10)的孔徑為漸變結構，在流體進入一端的孔徑大于流體流出一端的孔徑。3.根據權利要求1所述的壓差式光纖流量計，其特征在于，所述測力膜片(30)為圓形，安裝于測量管(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張文濤，李芳，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：