[实用新型]一种重力杆式光纤流量传感器

说明书

本实用新型提供一种重力杆式光纤流量传感器，该传感器具有较小的结构、较高的精确度与可靠性、较好的适应性与互换性等，该传感器能适用于众多流体流量检测场合，将摆杆结构与光电传感原理相结合地应用于流量检测领域，输出信号经光电转换及信号处理计算后输出值将成倍变化，现对于传统的动力测量方式，能够十分明显的提高检测灵敏度，具有十分重要的实际应用价值，对新型流量传感器的设计与推广起到了极大的推动作用。属于流量检测领域。

技术领域

本实用新型涉及一种重力杆式光纤流量传感器及其检测方法，属于流量检测领域。

背景技术

现代工业生产尤其是自动化生产过程中，常常要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。传感器也早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。本实用新型是众多类别的传感器之一——流量传感器。随着传感器技术的发展，目前已经出现多种多样的流量传感器，最常用的有叶片式、涡街式、卡门涡旋式、热线式等。但是，诸如叶片式、涡街式、卡门涡旋式、热线式等传感器，原理多采用传统的动力测量方式，拥有测量精度不高、耗能大等局限，在很多场合不能很好地胜任。

发明内容

本实用新型提供一种重力杆式光纤流量传感器，以解决现有流量传感器多采用传统的动力测量方式，拥有测量精度不高、耗能大等局限，在很多场合不能很好地胜任的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种重力杆式光纤流量传感器，包括传感器探头、光电转换器和信号处理器，传感器探头包括壳体和重力杆，壳体内开设有下端开口的摆动槽，所述重力杆包括沿竖向设置的杆部和重力板，杆部位于摆动槽内，杆部的上端与壳体相铰接，且杆部的下端由摆动槽的下端开口处伸出至外部，重力板固定于杆部的下端，杆部与摆动槽的下端开口处之间通过波纹式防水布密封连接，如波纹式的橡胶布，从而实现摆动槽下端开口处的密封，且采用可以展开的波纹式结构，不影响杆部的摆动，对杆部的阻力可忽略不计，杆部的中段为遮光板，遮光板的中部开设有透光孔，摆动槽内位于遮光板的相对两侧分别设置有相互指向的入射光纤和接收光纤，入射光纤的另一端设置有光源用以耦合入射光，接收光纤的另一端与光电转换器相连，光电转换器与信号处理器相连。

前述传感器中，所述杆部在绕上端摆动的过程中，透光孔均全部落入入射光纤和接收光纤之间的光纤路径上。

前述传感器中，所述杆部的上端垂直固定有铰接杆，铰接杆沿横向设置，且铰接杆的两端通过轴承转动固定于摆动槽内。

前述传感器中，所述杆部上位于遮光板的下侧沿横向固定有滚动轴，滚动轴随杆部摆动，摆动槽内沿滚动轴的摆动路径开设有滚轮槽，所述滚动轴的两端均转动设置有滚轮，且滚轮滑动设置于滚轮槽内。

本实用新型还提供了一种重力杆式光纤流量检测方法，该方法是在壳体内开设下端开口的摆动槽，沿竖向设置的杆部设置摆动槽内，杆部的上端与壳体相铰接，杆部的下端由摆动槽的下端开口处伸出至外部，杆部的下端固定有重力板，杆部的中段为遮光板，遮光板的中部开设有透光孔，摆动槽内位于遮光板的相对两侧分别设置有相互指向的入射光纤和接收光纤，检测流体流量时，将该装置置于流体中，并使初始状态下沿竖向设置的重力板与流体流向相垂直，通过流体冲击重力板使其摆动，从而带动遮光板和透光孔摆动，使经透光孔的输出光强度发生变化，通过检测出光强的变化量，推算出杆部的摆动角度，进而计算出重力板上作用的流体压力的大小，从而由流体力学公式即可推算出流速的值，进而推算出流量值。

与现有技术相比，本实用新型经过结构设计、理论研究与实验分析可知，该传感器具有较小的结构、较高的精确度与可靠性、较好的适应性与互换性，该传感器能适用于众多流体流量检测场合，将摆杆结构与光电传感原理相结合地应用于流量检测领域，输出信号经光电转换及信号处理计算后输出值将成倍变化，现对于传统的动力测量方式，能够十分明显的提高检测灵敏度，具有十分重要的实际应用价值，对新型流量传感器的设计与推广起到了极大的推动作用。