CN101629890B - 浮子式光纤光栅液体密度计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浮子式光纤光栅液体密度计，包括浮子，与浮子相连的连杆，其特征在于连杆下端置于封闭体内，并与其上设光纤光栅的水平悬臂相连，水平悬臂固定在封闭体上。当液体密度受到温度影响发生改变时，利用密度与浮力成正比的原理，使光栅光纤通过光谱精确地检测悬臂的形变量，然后通过仪器分析得到某一温度下的液体密度值，从而解决了传统密度计无法在密度改变时做出精确测量的问题。同时由于光栅光纤不受外界的声、光、电等因素的影响，因此具有良好的抗干扰能力和绝缘性，非常适用于化工厂、炼油厂等对易燃易爆的危险液体的密度值测定。
Description
技术领域
本发明提供一种浮子式液体密度计，特别是一种浮子式光纤光栅液体密度计，属于光学传感测量技术领域。
背景技术
密度计是测量液体密度或者计算液体密度函数及其他参数的一种计量仪器。传统的浮子式密度计通过物体在液体内受到的浮力与液体密度成正比的规律，测出数值并通过计算得出液体密度结果。由于液体密度会随着温度的不同而发生变化，当在工况环境下的液体测量温度往往偏离标准温度时，就必须通过测量当时的温度，再通过温度与密度转换表换算为标准温度时的标准密度值。传统的密度计是一种通过人眼判读的机械式静态测量，在温度改变而影响密度变化时无法实时进行精确的测量，因此所测数值往往存在很大的误差，这给科研和生产造成极大的影响，甚至造成经济损失，因此有必要对现有技术加以改进。
发明内容
为克服现有液体密度计无法对由温度引起的密度变化进行实时精确测量，从而造成误差过大等问题，本发明提供一种浮子式光纤光栅液体密度计，利用光纤光栅对于温度变化和压力变化有极高灵敏度的特点，精确感知随温度变化而变化的液体密度值，从而精确地测出液体密度。
本发明通过下列技术方案完成：一种浮子式光纤光栅液体密度计，包括浮子，与浮子相连的连杆，其特征在于连杆下端置于封闭体内，并与其上设光纤光栅的水平悬臂相连，水平悬臂固定在封闭体上。
所述封闭体包括由侧板、顶板围成的中空壳体，套接于该中空壳体底部的密封底座，以便形成密封性能好的封闭体，防止液体对其内的元器件造成的腐蚀，以提高测量精度。
所述中空壳体顶部设有通孔，与浮子相连的连杆下端穿过该通孔与水平悬臂一端相连，水平悬臂另一端通过固定件固定在中空壳体内，以便连杆随浮子在液体中的浮动发生改变而做上下运动时，带动水平悬臂产生屈服变形。
所述固定件通过连接螺钉固定在中空壳体内壁，水平悬臂另一端通过连接螺钉固定在该固定件上。
所述中空壳体侧部设有通孔，与水平悬臂上的光纤光栅相连的输入输出光纤穿过该通孔与外部的分析设备相连接，以便当水平悬臂产生屈服变形时，使其上的光纤光栅内的光谱发生位移，该位移通过传输光纤送至外部的分析设备进行计算分析，最终得液体密度值。
本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，当液体密度受到温度影响发生改变时，利用密度与浮力成正比的原理，使光栅光纤通过光谱精确地检测悬臂的形变量，然后通过仪器分析得到某一温度下的液体密度值，从而解决了传统密度计无法在密度改变时做出精确测量的问题。同时由于光栅光纤不受外界的声、光、电等因素的影响，因此具有良好的抗干扰能力和绝缘性，非常适用于化工厂、炼油厂等对易燃易爆的危险液体的密度值测定，实为一理想的密度测量装置。
附图说明
图1为本发明之结构图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明做进一步描述，但本发明之内容并不局限于此。
本发明提供的浮子式光纤光栅液体密度计，包括浮子1，与浮子1相连的连杆2，且连杆2下端置于封闭体4内，封闭体4包括由侧板5、顶板3围成的中空壳体6，套接于该中空壳体6底部的密封底座7，中空壳体6顶部设有通孔8，连杆2下端穿过该通孔8与封闭体4内的水平悬臂12一端相连，水平悬臂12另一端通过连接螺钉11与中空壳体6内的固定件14固定连接，固定件14又通过连接螺钉15固定在中空壳体6内壁上，水平悬臂12上设有光纤光栅13，中空壳体6侧板5上设有通孔9，与水平悬臂12上的光纤光栅13相连的传输光纤10穿过该通孔9与外部的分析设备相连接。其工作过程是：将该浮子式光纤光栅液体密度计放入被测液体中，浮子1在浮力的作用下带动连杆2向上移动，使与连杆3相连的水平悬臂12产生屈服变形，从而使水平悬臂12上的光纤光栅13内部的光谱产生变化，改变后所产生的信号通过传输光纤10进入分析设备进行数据分析，以得出密度结果。
Claims (4)
1.一种浮子式光纤光栅液体密度计，包括浮子，与浮子相连的连杆，其特征在于连杆下端置于由侧板、顶板围成的中空壳体内，并与其上设光纤光栅的水平悬臂相连，水平悬臂固定在中空壳体上，中空壳体侧部设有通孔，与水平悬臂上的光纤光栅相连的输入输出光纤穿过该通孔与外部的分析设备相连接。
2.根据权利要求1所述的浮子式光纤光栅液体密度计，其特征在于所述中空壳体套接在底部的密封底座上。
3.根据权利要求1所述的浮子式光纤光栅液体密度计，其特征在于所述中空壳体顶部设有通孔，与浮子相连的连杆下端穿过该通孔与水平悬臂一端相连，水平悬臂另一端通过固定件固定在中空壳体内。
4.根据权利要求3所述的浮子式光纤光栅液体密度计，其特征在于所述固定件通过连接螺钉固定在中空壳体内壁，水平悬臂另一端通过连接螺钉固定在该固定件上。
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