[实用新型]一种基于光纤光栅的热式燃气流量计

说明书

本实用新型提出了一种基于光纤光栅的热式燃气流量计，属于燃气流量计技术领域。所述流量计包括光热控制和波长信号解调系统、燃气流量计量管段、光纤光栅燃气流量传感器、光纤光栅燃气温度传感器和光纤光栅压力传感器；所述燃气流量传感器、光纤光栅温度传感器和光纤光栅压力传感器依次固定集成安装在所述燃气流量计量管段上。所述流量计具有耐腐蚀、重量轻、强抗电磁干扰能力等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种基于光纤光栅的热式燃气流量计，属于燃气流量计技术领域。

背景技术

随着我国燃气工业不断向前发展，燃气消费量不断提高，流量信息在燃气的生产、储存、运输、交易、消费等各环节都是一项极为重要的关键参数，燃气流量的精确计量可以有效确保燃气交易的公平公正进行，避免交易争端，提高燃气市场的服务质量和运营效率。同时，快速、精确地获取燃气流量计量信息可以帮助燃气运营企业快速合理优化燃气运营管线，提高对市场需求变化的响应速度。现有的燃气流量计结构上多采用电阻加热和热敏电阻结构，这种电气元件的应用导致流量计使用过程中，一旦电气元件损坏产生放电现象会引燃燃气，增加安全隐患。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有燃气流量计防爆性能差的问题，提出了一种基于光纤光栅的热式燃气流量计，所采取的技术方案如下：

一种基于光纤光栅的热式燃气流量计，所述流量计包括光热控制和波长信号解调装置1、燃气流量计量管段2、光纤光栅燃气流量传感器3、光纤光栅燃气温度传感器4和光纤光栅压力传感器5；所述燃气流量传感器3、光纤光栅燃气温度传感器4和光纤光栅压力传感器5依次固定集成安装在所述燃气流量计量管段2上；所述光纤光栅燃气流量传感器3上设有激光加热装置6和光纤光栅测温装置7；所述燃气流量计量管段2的管体内通有待测气流；

所述光热控制和波长信号解调装置1包括STM32微处理器10、恒流驱动电路一11、恒流驱动电路二12、温度控制电路一13、温度控制电路二14、光加热激光器15、可调谐激光器16、耦合器17、光电信号调理电路18和无线传输装置19；所述STM32微处理器10的恒流电路控制信号输出端分别与恒流驱动电路一11和恒流驱动电路二12的控制信号输入端相连；所述 STM32微处理器10的温控电路控制信号输出端分别温度控制电路一13和温度控制电路二14的控制信号输入端相连；所述恒流驱动电路一11的恒流驱动信号输出端和温度控制电路一13的温度控制信号输出端分别与所述光加热激光器15的恒流驱动信号输入端和温度控制信号输入端相连；所述光加热激光器15的激光加热控制信号输出端与所述激光加热装置6的控制信号输入端相连；所述恒流驱动电路二12的恒流驱动信号输出端和温度控制电路二14的温度控制信号输出端分别与所述可调谐激光器16的恒流驱动信号输入端和温度控制信号输入端相连；所述可调谐激光器16的调谐信号输出端通过耦合器17与所述光纤光栅燃气温度传感器4、光纤光栅压力传感器5和光纤光栅测温装置7相连；所述STM32微处理器10的无线控制信号输出端与所述无线传输装置19的控制信号输入端相连。

进一步地，所述燃气流量计量管段2的两端设有法兰；所述光纤光栅燃气流量传感器3、光纤光栅燃气温度传感器4及光纤光栅压力传感器5设置于两个法兰间的燃气流量计量管段2 管体上；所述光纤光栅燃气温度传感器4安装于所述待测气流上游方向。

进一步地，所述光纤光栅燃气流量传感器3、光纤光栅燃气温度传感器4及光纤光栅压力传感器5之间设有预定距离，所述预定距离的尺寸范围为1到5厘米。

进一步地，所述激光加热装置6的光源采用980nm激光器，所述光加热激光器15采用980 nm光加热激光器；所述可调谐激光器16采用1550nm可调谐激光器。

进一步地，所述激光加热装置6设置于所述光纤光栅燃气流量传感器3的底端，并位于所述待测气体的流通区域内；所述激光加热装置6包括黑体结构61和传光光纤62；所述黑体结构是采用光热转换薄膜制成的内部中空的黑体结构；所述黑体结构的顶端开有直径为1mm的小孔。