[实用新型]一种基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域和流量测量领域，具体涉及到一种基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置。该方法比传统文丘里流量计测量精度高且结构简单、操作方便，可用在生物体液、化学试剂和医用液体领域的微流量测量中。

背景技术

近年来，随着生物、化学、材料等领域地不断发展，对流量测量的精度、范围等参数要求越来越高，亟需寻找一种高精度、实时在线的流量计。

目前的流量测量方法大都采用文丘里流量计来实现，常用的文丘里流量计主要包括内藏式文丘里流量计和插入式文丘里流量计，这两种文丘里流量计原理均是采用压力计测量管内压差的方法来实现流体流量的计量。由于管内压差需要用差压变送器来实现差压信号到电信号的转变，而差压变送器存在着稳定性差、量程小和精度低等缺点，会导致实际流量测量中受到限制。

本实用新型提出了一种基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置，该装置测量精确度高，结构简单，易于操作，重复性好，适合对生物，化学等领域的微流体流量方面的测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测量精确度高，结构简单，易于操作基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置，包括宽带光源，光纤环行器，文丘里结构、FBG₁、FBG₂和光谱仪；宽带光源的输出端与光纤环行器的输入端相连，光纤环行器的第一输出端与FBG₁的输入端相连，FBG₁的输出端和FBG₂相连，光纤环行器的第二输出端与光谱仪的输入端相连。

所述的一种基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置，其特征在于：FBG₁和FBG₂分别放置在文丘里结构的入口和喉管处。

所述的一种基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置，其特征在于：FBG₁与FBG₂级联，即一根光纤上分别写入两段相同的栅区，中心波长相同，在1550nm处，栅区长度为1mm，FBG₁与FBG₂之间的距离不小于文丘里结构入口和喉管之间的间距。

本实用新型的工作原理是：宽带光源发出的光经过光纤环行器后由FBG₁的输入端进入级联FBG的传感结构，被外界流量调制的光信号经过光纤环形器的第二输出端进入光谱仪进行监控。上述的文丘里结构，其特征是没有传统文丘里流量计的差压变送器，仅在内部放置参数相同的级联FBG₁和FBG₂。当待测微流体流经文丘里结构入口和喉管时，在这两处的光栅由于感受不同的流体压力，使得中心波长的相对位置发生漂移，通过监控输出光谱漂移量的变化从而获得微流体流量的大小。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型仅通过将级联FBG₁和FBG₂与文丘里结构组成传感结构，就能够实现微流体流量的测量，克服了传统文丘里流量计测量流体流量精确度低和误差大等缺点。

与传统文丘里流量计的流量测量方法相比，本实用新型对于电磁干扰环境中的微流量测量的适用范围更为广泛，且测量精度高，结构简单，成本低。

附图说明

图1为基于文丘里结构的级联FBG微流量测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。