[发明专利]一种光纤光栅靶式流量计

说明书

本发明涉及流量检测领域，具体公开了一种光纤光栅靶式流量计，包括三通管、靶盘、悬臂梁、端盖、传导光纤及光纤光栅，所述三通管呈“⊥”形且其下端两侧管口用于与待测管道连通、上端部管口用于与端盖密封连接，所述悬臂梁的上端连接于端盖、下端连接于靶盘，所述传导光纤的一端与光纤光栅连接、另一端从靶盘穿出并用于与外部解调设备相连；设置两根所述光纤光栅及两根对应的所述传导光纤，其中一所述光纤光栅连接在悬臂梁上、另一所述光纤光栅连接在靶盘后部。本发明可有效提高测量精度，同时还能实现流量与温度的同时检测。

技术领域

本发明涉及流量检测领域，尤其涉及一种光纤光栅靶式流量计。

背景技术

步入现代社会以来随着科学技术的发展，流量的测量在石油、化工、生物医学、能源计量、环境监测的领域占据着举足轻重的地位。目前，靶式流量计多是通过流体流经靶盘时对靶盘产生一个压力，使得与靶盘相连的悬臂梁产生形变，通过电式应变传感器测得应变并转换为电信号输出，最后得到流量数据。但由于所用传感器为电式传感器易受外界电磁场的干扰，对测量环境的要求较高，因此限制了其使用范围，且传感器上的电子元件易受流体腐蚀，从而影响传感器测量精度。

光纤光栅是近年来出现的一种新型光学无源器件，其中光纤布拉格光栅对温度和应力极为敏感，通过检测光纤光栅中心波长的变化反映外界温度和应力的变化，能够有效地监测温度、应力、形变等物理量，因其具有柔性好、抗电磁干扰强、灵敏度高和体积小等优点而具有广阔的应用前景。

光纤光栅靶式流量计设计原理在于光纤光栅在张力的作用下波长变化与张力大小成线性关系。水流检测是测量技术中最基本的测量项目之一，一种光纤光栅靶式流量计利用光纤光栅的优点准确的测量流速。例如，专利CN 108548572 A即公开了一种光纤光栅靶式流量计，流体流经流量计对受荷片产生力的效果，再经由接触杆与传力杆组成的杠杆传递至连接杆，与接触杆相连接的悬臂梁便会弯曲，悬臂梁底部张力最大，粘贴在悬臂梁底部的光栅便会产生相应的波长移位。然而，受到温度的影响，这一结构的一种光纤光栅靶式流量计的测量精度偏低，而且并不能检测流体温度。

因此，为解决上述问题，就需要一种光纤光栅靶式流量计，有效提高测量精度，同时还能实现流量与温度的同时检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤光栅靶式流量计，有效提高测量精度，同时还能实现流量与温度的同时检测。

本发明提供了一种光纤光栅靶式流量计，包括三通管、靶盘、悬臂梁、端盖、传导光纤及光纤光栅，所述三通管呈“⊥”形且其下端两侧管口用于与待测管道连通、上端部管口用于与端盖密封连接，所述悬臂梁的上端连接于端盖、下端连接于靶盘，所述传导光纤的一端与光纤光栅连接、另一端从靶盘穿出并用于与外部解调设备相连；设置两根所述光纤光栅及两根对应的所述传导光纤，其中一所述光纤光栅连接在悬臂梁上、另一所述光纤光栅连接在靶盘后部。

作为一种优选的技术方案，两所述光纤光栅均通过粘接方式连接于悬臂梁及靶盘。

作为一种优选的技术方案，所述靶盘、悬臂梁及端盖采用一体加工制成一体式靶，该一体式靶的中心设有用于供传导光纤穿过的通孔。

作为一种优选的技术方案，所述靶盘及悬臂梁均为圆柱体结构，且所述靶盘的轴线垂直于悬臂梁的轴线。

作为一种优选的技术方案，所述靶盘直径与三通管管径的靶径比为0.5，且所述靶盘的轴线与三通管下端两侧管口的轴线同轴。

作为一种优选的技术方案，所述三通管的三个管口均设有法兰，所述端盖设有与三通管的上端部管口处法兰配合连接的连接孔。

作为一种优选的技术方案，连接在悬臂梁上的所述光纤光栅位于悬臂梁中部。

与现有技术相比，本发明的一种光纤光栅靶式流量计具有以下有益技术效果：