[发明专利]流速传感器探头及流速测量系统

说明书

本发明提供了一种流速传感器探头及流速测量系统，涉及流速测量领域。所述流速传感器探头包括流速测量段光纤、测量光纤套管、温度补偿段光纤、补偿光纤封装结构和绝热连接结构，所述测量光纤套管套设于流速测量段光纤外侧，所述温度补偿段光纤封装于补偿光纤封装结构内侧，测量光纤套管和补偿光纤封装结构分别与绝热连接结构固定连接，温度补偿段光纤穿过绝热连接结构和流速测量段光纤耦合，绝热连接结构由绝热材料制成。相对于现有技术，本发明提供的流速传感器探头通过绝热连接结构将测量段光纤和补偿段光纤分离，使两者的温度场之间不发生相互干扰，提高了测量结果的准确性与精度，且整体结构稳定、机械性能好，适用于众多流速监测场所。

技术领域

本发明涉及流速测量领域，具体而言，涉及一种流速传感器探头及流速测量系统。

背景技术

流速测量在石油化工、生物医学、能源计量、环境监测等领域占据着举足轻重的地位，热线式流速传感器具有测量精度高、量程广的特点，在众多领域有着广泛的应用。但其自身带电，在易燃易爆等场合应用存在安全隐患。鉴于上述现象，伴随着光纤技术的发展，光纤热式流速流量传感器开始受到广泛关注。

对于光纤热式流速流量传感器的研究，中国专利申请号201210016727.X，名称为“基于光纤光栅的热线式流量传感器件”的发明专利，提供了一种采用激光泵浦的金属镀膜光纤光栅流量传感器。其包括温度补偿段光纤和流量测量段光纤；温度补偿段光纤纤芯写入第一光纤光栅，流量测量段光纤纤芯写入第二光纤光栅，第二光纤光栅所在光纤的包层表面镀有一层金属离子形成金属膜，温度补偿段光纤和流量测量段光纤之间的错位熔接区的耦合率通过调整温度补偿段光纤和流量测量段光纤端面的横向错位距离来实现。

中国专利申请号201310040905.7，名称为“一种基于掺杂光纤光栅的光纤流量传感器”的发明专利，介绍了一种激光泵浦的掺杂光纤光栅流量传感器。其包括温度补偿段光纤和流量测量段光纤；流量测量段光纤为掺杂光纤，其纤芯中写入了光纤光栅A，温度补偿段光纤为普通单模光纤，其纤芯写入光纤光栅B；利用泵浦激光器泵浦流量测量段光纤，其温度和光纤光栅A的波长随风速变化。

上述两个发明仅仅阐述了通过泵浦激光作用特种光纤产生热线效应，并无具体传感器探头的设计。

中国专利申请号201210016705.3，名称为“多截面分布式光纤光栅热式流量传感器”的发明专利，公开了一种多截面分布式光纤光栅热式流量传感器。在管道的管壁上沿轴向设有多个钻孔，在每个径向截面上设有2个以上钻孔，每个钻孔中分别安装密封连接件，光纤通过密封连接件固定在钻孔内，尾纤从其中相对的一个钻孔中引出，每个光纤中均串接一个光纤光栅热式流量传感器件，同一径向截面上光纤光栅热式流量传感器件保持均匀分布，并且其温度补偿段光纤靠近尾纤的一端。

中国专利申请号201510671265.9，名称为“一种有源式光纤光栅法布里—珀罗干涉仪管道流量计”的发明专利，提供一种有源式光纤光栅法布里—珀罗干涉仪管道流量计，涉及测量技术。圆形直管的同一个横截面设有一组安装孔，安装孔贯通圆形直管相对应的表面，安装孔的中轴线相互平行，圆形直管相对应的表面的一对安装孔穿过光纤，在圆形直管内腔的光纤串接光纤光栅法布里—珀罗干涉结构，光纤连接有泵浦激光器。

上述两个发明提供的光纤流量流速传感器仅用于管道内监测，光纤无具体保护措施，易折易断影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流速传感器探头及流速测量系统，能够有效改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：