CN1012843B - 工业燃油光纤密度计 - Google Patents

工业燃油光纤密度计

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刘心敬
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Abstract

本发明涉及一种密度检测器,它是利用光导纤维技术连续检测燃油密度的仪器,并由测量容器,光纤检测器、测量控制器(包括光电倍增管)和显示器组成。测量容器内放浮子,其上装有反光遮板,在它上下移动的平行面处装有光纤检测器,当燃油密度变化时,浮子连同遮板一起上下移动,此时光纤检测器所接收和传输的光信号也随之变化,后经光电倍增管进行光电转换,电信号输送到测量电路显示出密度值。该仪器性能稳定,抗干扰性强、测量准确并能进行连续检测。

Description

本发明属于密度检测器领域。目前国内外用油做为加热能源时,对燃油的计量都采用容积式流量计,但实际在考核能耗时,又都以重量计算。因此必须把容积流量通过密度系数换算成重量流量。由于工艺过程的复杂性,油温及油品种的变化,使燃油的密度不是一个定值。目前密度检测仪有用比重计人工定时测定法,有的用天平式和振动式连续检测法。本发明提出一种利用光导纤维技术连续检测燃油密度的新仪器。如图1所示:该仪器由测量容器〔1〕,光纤器〔2〕,测量控制器〔3〕和显示器〔4〕组成。
测量容器〔1〕如图2所示,它是一个带有由金属制成的遮板〔5〕的浮子〔6〕,插入盛有被测燃油的容器〔7〕中,根据阿基米德定律,当油的密度变化时,浮子〔6〕上下浮动,从而用遮板的位置变化说明了密度的变化。上述盛有被测燃油的容器〔7〕和外容器〔8〕组成。进油管接内容器,出油管接外容器。为了防止燃油流量变化产生涡流而导致浮子摆动,在内容器内装有导向柱〔9〕和挡板〔10〕。
光纤检测器〔2〕其工作原理如图3所示。它是通过遮板〔5〕遮挡排成三排光纤〔11〕的多少而得之光信号并传输到光电倍增管〔12〕上得出电信号的过程实现光纤检测的。
这三排光纤〔11〕,其中左右两排是传光光纤〔13〕,它的另一端集中为一束被由聚光灯发出的光的照射。此时光被均匀地从照射一端〔14〕传输到另一端,使左右两排光纤〔13〕发出均匀的光亮。当发出光亮的光纤〔13〕被遮板遮挡时,遮板把光反射到中间一排传信号的光纤〔15〕上去。中间这排光纤的另一端排列成一个园形〔16〕。园形的一侧有一个用光纤制成的U形扫描光纤〔17〕;该扫描光纤U型开口的一端对准园形〔16〕的中心,另一端对准园形〔16〕的园周。用电动机带动以50转/秒的速度,以园形〔16〕的园心为园心转动。把园形光纤〔16〕上的光信号接收下来,传到光电倍增管上。该光电倍增管位于园形〔16〕的另一侧。它的中心线穿过园形〔16〕的园心,并把园形〔16〕套在光电倍增管接收信号的一端。使光电倍增管输出电信号,完成检测功能。
被测燃油的密度在不断的变化,因此,遮板〔5〕的位置也不断移动导致光电倍增管输出电信号也随之变化。这种濒繁变化的电信号,既不便于计数处理,也不便于显示观察。因此,本发明设计一种测量控制器〔3〕它是由定时器〔18〕,逻辑电路〔19〕和计数器〔20〕组成。定时器是在光纤测量器〔2〕内装有一个定时磁头,使之按照扫描电机转数每秒钟计下50个脉冲信号,计数时间为1/50秒。采用MOS逻辑电路的逻辑控 制器把每个1/50秒记下的信号进行处理。每40秒用计数器〔20〕置数一次,计数时间36秒,其中4秒为置零时间。这样逻辑电路循环地完成置数,置零以及各环节的定时三大功能。为下一步显示提供数据(电信号)。
显示器〔4〕,它可以有两种形式,一种是光显示,即把逻辑电路输出的置数数值显示出来。另一种是把输出信号输入到微机上,经过微机处理得出燃油重量流量等参数。
本发明按照测量密度范围0.8-1.0克/厘米3,被测燃油温度40-1000℃和工作环境在-10℃-+50℃的要求,设计了测量容器中浮子〔6〕上下浮动范围从0-200毫米,遮板长度200毫米,与此相对应三排光纤,长度也为200毫米。三排光纤宽度50毫米。光纤每根直径按照每单位毫米排10根,光纤并留有0.035间距的要求选取,扫描光纤用直径1.5-2.5毫米光纤制成。

Claims (1)

1、一种光钎密度计,其特征是在被测介质容器(7)内装有一个浮子(6),在浮子(6)上端固定一个遮板(5),该遮板(5)置于盛被测介质容器(8)之外;在与遮板(5)相对的位置上固定有三排光导纤维,其中左右两排是传光光导纤维(13),中间一排是传信号的光导纤维(15),传光光纤(13),另一端集中为一束(14),传信号光纤(15)另一端排成一个园形(16);传光光纤(13)通过光源照射发亮,在遮板(5)的反射作用下,使传信号的光纤(15)发亮;由光导纤维制成的U型扫描光纤(17),其U型一端对准园形(16)的中心;另一端对准其园周,并通过电机带动使之以园形(16)的中心为园心转动,将传信号的光纤(15)上的光亮或园形(16)上的光亮的多少接收下来,传到光电倍增管上,使光电倍增管输出电信号。
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