[发明专利]一种光纤F-P多参量智能流量传感器及测量方法

说明书

本发明涉及一种光纤F‑P多参量智能流量传感器及测量方法，它包括圆柱形探头基座，所述圆柱形探头基座内部安装有第一光纤F‑P压力探头、第二光纤F‑P压力探头、第三光纤F‑P压力探头和光纤温度探头，所述圆柱形探头基座通过光缆与调制解调模块相连，所述调制解调模块上设置有调制解调模块通信接口。针对现有技术方案中存在的成本高、体积大、安装难、精度低、响应慢等缺点，本发明提出了一种光纤F‑P多参量智能流量传感器方案，同时测量管道流体的流速、流向、压力与温度4个参量，通过调制解调装置提取上述4个参量相互辅助修正，优化计算，实现流量传感器的小型化、智能化、集成化和高精度实用化，把握传感器技术发展的趋势。

技术领域

本发明涉及一种流量传感器，具体涉及一种光纤F-P(Fabry-Perot，法布里—珀罗)多参量智能流量传感器及测量方法。

背景技术

现代科学技术的迅猛发展，使人类社会从高度工业化向信息化转变。其精髓在于通过信息变换优化物理世界的物质运动和能量运动以及人类社会的生产消费活动，提供更高品质的产品和服务，使得生产过程和消费过程更加高效，更加智能，从而促进经济社会的数字化转型。传感器是感知、获取、检测和转换信息的窗口，是实现信息化时代的主要技术基础，成为21世纪人们在高新技术发展方面争夺的制高点之一，当今各国都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。

管道流量测量是工业领域一项重要的应用，目前市场上主要存在机械式、热导式、电磁式、超声式等不同原理的流量传感器。但现有流量测量解决方案均存在不同的缺点，其中机械式流量开关测量精度不高，热导式流量传感器寿命较短、故障率高、响应较慢，电磁式和超声式流量传感器制造成本高昂、传感器体积较大安装不便、运维成本高。

随着光纤通讯及光纤传感等相关技术发展而飞速发展，光纤传感技术因其灵敏度高、分辨率高、体积小、重量轻、耐高温、抗腐蚀、抗电磁干扰且能在易燃易爆的环境下可靠工作等技术优势脱颖而出，成为研究热点。

当前常用的相位调制型光纤流量传感器有麦克尔逊(Michelson)干涉型(见专利CN 106483329)、和法布里—珀罗(Fabry-Perot)干涉型流量传感器。麦克尔逊(Michelson)干涉型光纤流量传感器所用的光纤较多，制作、使用及安装精度要求很高，须严格保证两光束的强度相等及两个信道感受同一环境且不感受同一应变，实际安装精度难以控制导致该类型传感器测量的不稳定，受环境对影响较大，限制了该类型传感器的应用。F-P型光纤流量传感器采用单根光纤、利用多束光干涉来检测被测量，避免了双根光纤匹配的问题，结构简单，体积小，安装方便，高可靠性，高灵敏度，快速响应。

发明内容

工业现场实际应用中，测量管道流量的同时，管道内压力和温度等信息往往也是需要关注的参量。针对现有技术方案中存在的成本高、体积大、安装难、精度低、响应慢等缺点，本发明提出了一种光纤F-P多参量智能流量传感器方案，同时测量管道流体的流速、流向、压力与温度4个参量，通过调制解调装置提取上述4个参量相互辅助修正，优化计算，实现流量传感器的小型化、智能化、集成化和高精度实用化，把握传感器技术发展的趋势。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种光纤F-P多参量智能流量传感器，它包括圆柱形探头基座，所述圆柱形探头基座内部安装有第一光纤F-P压力探头、第二光纤F-P压力探头、第三光纤F-P压力探头和光纤温度探头，所述圆柱形探头基座通过光缆与调制解调模块相连，所述调制解调模块上设置有调制解调模块通信接口。

所述第一光纤F-P压力探头和第三光纤F-P压力探头设置在圆柱形探头基座两侧呈对称布置；所述第二光纤F-P压力探头和光纤温度探头设置在圆柱形探头基座的顶部，其中第二光纤F-P压力探头位于顶部中心。