CN115681824A - 一种光纤压力监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤压力监测装置，涉及检测技术领域，解决了利用光纤式检测原理对管道内介质流动时检测出的压力准确性低的问题，包括安装管，设置在安装管两端用于使其连接于两管道之间的法兰盘，安装管的外部套设有夹套，两显示装置上的光纤线分连接于两检测机构，安装管的中部设有连接架，可对管腔中的介质流动时所产生的压力实施两点检测，在移动过程中会检测出多方位不断变化的数据，根据它们的数值变化以及求得它们同一行程位置时所检测数据的平均值，达到了多样化多区域性检测的目的，多组数据获得的平均值再次求得一次平均值所最终获得的压力值，使流经管道的介质得出的压力值的精确性得以进一步提高。

Description

一种光纤压力监测装置

技术领域

本发明涉及压力监测技术领域，具体涉及一种光纤压力监测装置。

背景技术

利用光纤压力传感器可对管道内的气压、水压以及油液等介质进行压力检测，根据在管道中的某一位置检测出的压力值，以粗略得知流经于同一个管道系统中介质的压力在某一时刻的变化，为了提高检测值的准确性，申请号为CN202120501157.8的中国专利公开了一种稳定性高的油气管道光纤压力监测装置，其包括安装管与检测器，所述检测器设置于所述安装管上，所述安装管与油气管道的直径一致，所述安装管两端连接至油气管道；所述检测器包括外壳，所述外壳的伸入所述安装管内的一端滑动连接有推杆，所述推杆的一端伸出所述外壳，所述推杆的位于所述外壳内的一端两侧设置有发射板和接收板。

上述现有技术设置了一个安装管，将光纤式压力检测器设置在安装管上，检测头伸于安装管内，通过检测器伸于安装管内检测出的数据达到了对安装管所在管路上油压的检测，该检测方式虽然能够对管道内油液的压力值加以检测，但是其实质上仍然延用了现有技术中常见的压力表式的检测原理，此种检测方式，存有以下缺陷：检测器固定在安装管的某个位置上就仅能对流经于管道此位置的介质压力进行检测，但是并不能针对于管道的多个位置对介质压力进行多方位检测，其检测后仅能获得单一的数据，其参考价值有限，且检测方式较为单一，因此如何提高检测性，使检测后获得的数据更加准确是当下本领域技术人员所要考虑解决的问题。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种光纤压力监测装置，利用双向光纤式压力传感检测原理，以及使双向光纤压力传感器在管腔中同步移动分别获得的压力值，用于对流经管道的介质的压力值进行多方位检测，以使检测后获得的数据更加准确。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种光纤压力监测装置，包括安装管，设置在所述安装管两端用于使其连接于两管道之间的法兰盘，两法兰盘内部放置有安装机构，所述安装机构的内部设有随其安装在法兰盘内部的检测机构，所述安装管的外部通过螺钉套设有卡扣，所述卡扣上设有两套显示装置，两显示装置上的光纤线分连接于两检测机构，安装管的中部设有连接架，所述连接架上安装有马达，所述安装管的中部开设有与其管腔相通的通孔，通孔内镶嵌有密封轴承，马达的动作轴配合于密封轴承并伸于安装管的管腔中，安装管的管腔内沿其长度方向设有螺杆，螺杆的两端分别延伸至安装管的管口并分别传动连接于两安装机构，以使螺杆旋转动作时以通过两安装机构带动两检测机构沿着安装管的管腔进行往复式直线运动。

作为进一步优选的：所述安装管的中部断开，使得安装管分割成同等长度的两部分，在其中一部分的管腔内安装有固定座，固定座上开设有与安装管的管腔在同一直线上的装配孔，装配孔内固定有轴承，所述的螺杆贯穿并安装在轴承上，所述螺杆靠近于固定座的部位上安装有从动锥齿轮，所述马达的动作轴伸向于安装管的一端安装有啮合与所述从动锥齿轮以带动螺杆同步旋转的主动锥齿轮。

作为进一步优选的：所述安装管的两部分对接处均开设有环形的卡槽，所述卡扣的内壁面上设有随其捆绕在安装管的外壁上并压入卡槽用于将安装管的两部分对接在一起的压轨。

作为进一步优选的：所述安装机构包括顶环、底环、设置在顶环和底环之间的内环，用于将顶环和底环弹性连接于内环顶部和底部的弹簧杆，所述安装机构通过顶环和底环滑动接触于安装管的管腔内壁上，所述内环的直径方向上安装有固定杆，所述固定杆的中部安装有用于安装检测机构的装夹套，所述固定杆的中部设有耳板，所述耳板上开设有用于使其带着安装机构传动连接于螺杆上，且在螺杆旋转动作时，又使得安装机构带着检测机构沿着安装管的管腔进行往复式直线运动的螺纹孔。

作为进一步优选的：所述固定杆的顶面开设有对应在装夹套附近的压槽，所述装夹套的横向方向上开设有与所述压槽在同一直线上且互通的缺口，所述压槽的一端铰接有横跨在缺口上方的压座。

作为进一步优选的：所述检测机构包括光纤压力传感器和套设在光纤压力传感器外壁上的橡胶层，光纤压力传感器通过橡胶层自安装机构的内侧阻尼式插设在所述的装夹套内，使得光纤压力传感器的检测端伸向安装管中，并同时使得位于两安装机构上的两光纤压力传感器的检测端朝向相对。

作为进一步优选的：所述装夹套内外两端相通，法兰盘的外端面上开设有与其内孔相通的线槽，光纤压力传感器的光纤连接端依次贯穿通过装夹套和线槽延伸至安装管的外侧并电性连接于显示装置。

作为进一步优选的：所述顶环和底环的外端面沿其弧形走向各设有一条测试环，所述测试环设有延伸边，所述延伸边朝向于内环的方向延伸，且延伸边与内环之间留有排水空间，所述测试环通过延伸边与顶环和底环之间形成有测试腔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

在被实时检测的管道上设置了安装管，光纤压力监测装置为两处，将两处光纤压力监测装置以双向安装的方式通过螺杆驱动的方式滑动在安装管的两端，并且在螺杆旋转下，可带动该两处监测装置沿着管腔进行往复式直线运动，当两监测装置处于静止状态时，可对管腔中的介质流动时所产生的压力实施两点检测，在停止状态下根据双端检测时得出的数据进行相互对比，求得两数据的平均值来获知介质的压力值，较现有的单点检测压力的方式来说，提高了精确性，而两监测装置在管腔中的移动动作可对流经于管腔中的介质进行多方位检测，两个检测装置沿着管腔同时移动，且移动距离一致，在移动过程中会检测出多方位不断变化的数据，根据它们的数值变化以及求得它们同一行程位置时所检测数据的平均值，达到了多样化多区域性检测的目的，多组数据获得的平均值再次求得一次平均值所最终获得的压力值，使流经管道的介质得出的压力值的精确性得以进一步提高。

附图说明

图1为本发明的主视平面结构示意图；

图2为本发明由图1引出的安装管剖开后的内部结构示意图；

图3为本发明由图2引出的局部放大结构示意图；

图4为本发明中安装机构的外侧视角下的结构示意图；

图5为本发明由图4引出的位于安装管另一端的安装机构的结构示意图；

图6为本发明由图4或图5引出的安装机构的内侧视角下的结构示意图；

图7为本发明中仅单个安装管的结构示意图。

主要附图标记说明：

1、安装管；101、卡槽；2、法兰盘；3、安装机构；31、顶环；32、底环；33、内环；331、固定杆；332、装夹套；333、耳板；334、螺纹孔；335、压槽；336、缺口；337、压座；3312、测试环；3313、延伸边；3314、排水空间；3315、测试腔；34、弹簧杆；4、检测机构；41、光纤压力传感器；42、橡胶层；5、卡扣；51、压轨；6、显示装置；7、连接架；8、马达；81、主动锥齿轮；9、通孔；10、密封轴承；11、螺杆；111、从动锥齿轮；13、固定座；131、装配孔；132、轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域所属的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域所属的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明型中的具体含义。

参照附图1-7，一种光纤压力监测装置，包括安装管1，设置在安装管1两端用于使其连接于两管道之间的法兰盘2，两法兰盘2内部放置有安装机构3，安装机构3的内部设有随其安装在法兰盘2内部的检测机构4，安装管1的外部套设有卡扣5，卡扣5上设有两套显示装置6，两显示装置6上的光纤线分连接于两检测机构4，检测机构4包括光纤压力传感器41和套设在光纤压力传感器41外壁上的橡胶层42，光纤压力传感器41通过橡胶层42自安装机构3的内侧阻尼式插设在装夹套332内，使得光纤压力传感器41的检测端伸向安装管1中，并同时使得位于两安装机构3上的两光纤压力传感器41的检测端朝向相对，安装管1的中部设有连接架7，连接架7上安装有马达8，安装管1的中部开设有与其管腔相通的通孔9，通孔9内镶嵌有密封轴承10，马达8的动作轴配合于密封轴承10并伸于安装管1的管腔中，安装管1的管腔内沿其长度方向设有螺杆11，螺杆11的两端分别延伸至安装管1的管口并分别传动连接于两安装机构3，以使螺杆11旋转动作时以通过两安装机构3带动两检测机构4沿着安装管1的管腔进行往复式直线运动。

综上所述：本发明在实际使用时，通过两端法兰盘2使安装管1连接到管道上，管道的管腔直径与安装管1的管腔直径一致，安装管1安装在管道之间时通过安装机构3放置在安装管1内的检测机构4就会在螺杆11连接下，也位于安装管1内，特别是两检测机构4上的光纤压力传感器41的检测端在安装管1的管腔中相对，因此马达8通电时会带动螺杆11旋转，螺杆11旋转时就会利用其双向反螺纹以带动两端的安装机构3在安装管1中相向或互为反向直线运动，即两安装机构3带着分别带着光纤压力传感器41在安装管1中相向或互为反向直线运动，以此对流经安装管1中的介质实施压力检测，介质可以是石油也可以是水也可以是气体，检测后得到数据就会反馈到显示装置6上，由于检测原理为两处光纤压力传感器41，因此就会同时获得两个数据，或者是在两个光纤压力传感器41同时移动时从介质中的多个位置时检测出多组数据，在移动过程中会检测出多方位不断变化的数据，根据它们的数值变化以及求得它们同一行程位置时所检测数据的平均值(例如两光纤压力传感器41沿着安装管1的管腔移动20厘米，获得一次数据，再移动半米又在另一位置上获得另一次数据，以此类推，将两光纤压力传感器41移动到某一位置停止移动然后将两个数据记录后求得平均值)，达到了多样化多区域性检测的目的，多组数据获得的平均值再次求得一次平均值所最终获得的压力值，使流经管道的介质得出的压力值的精确性得以提高。

安装管1的中部断开，使得安装管1分割成同等长度的两部分，便于其内部的各结构合理组装，附合装配原理，具体描述为：在其中一部分的管腔内安装有固定座13，固定座13上开设有与安装管1的管腔在同一直线上的装配孔131，装配孔131内固定有轴承132，螺杆11贯穿并安装在轴承132上。如图7所示，安装管1的两部分对接处均开设有环形的卡槽101，卡扣5的内壁面上设有随其捆绕在安装管1的外壁上并压入卡槽101用于将安装管1的两部分对接在一起的压轨51。

马达8驱动螺杆11的旋转动作原理，如下描述：如图3、图7所示，螺杆11靠近于固定座13的部位上安装有从动锥齿轮111，马达8的动作轴伸向于安装管1的一端安装有啮合与从动锥齿轮111以带动螺杆11同步旋转的主动锥齿轮81。

如图1、图4以及图5所示，安装机构3的具体结构进行如下描述：安装机构3包括顶环31、底环32、设置在顶环31和底环32之间的内环33，用于将顶环31和底环32弹性连接于内环33顶部和底部的弹簧杆34，安装机构3向安装管1中安装时，即可通过顶环31和底环32滑动接触于安装管1的管腔内壁上，并且在弹簧杆34支撑作用下，可使顶环31和底环32具有缓冲调节性，以满足于根据其它管腔直径的安装管1将安装机构3带着检测机构4安放在安装管1的管腔内，当然了为了使得安装机构3沿着安装管1的管腔作直线运动时更加顺利，在实际组装时不排除还会在顶环31和底环32的外壁面上安装有钢球或者是脚轮，以使它们能够滚动接触于安装管1管腔内壁上，内环33的直径方向上安装有固定杆331，固定杆331的中部安装有用于安装检测机构4的装夹套332，固定杆331的中部设有偏心于内环33中心一侧的耳板333，耳板333上开设有用于使其带着安装机构3传动连接于螺杆11上，且当螺杆11旋转动作时，使得安装机构3带着检测机构4沿着安装管1的管腔进行往复式直线运动的螺纹孔334，由于耳板333偏向于内环33的中心一侧设置，因此螺杆11也位于安装管1内腔的偏侧，同时也使得螺杆11上的从动锥齿轮111也位于安装管1内腔的偏侧，即与从动锥齿轮111啮合在一起的主动锥齿轮81也偏侧设置，避免这些结构阻碍介质流经安装管1，结构合理。

如图5、图6所示，固定杆331的顶面开设有对应在装夹套332附近的压槽335，装夹套332的横向方向上开设有与压槽335在同一直线上且互通的缺口336，压槽335的一端铰接有横跨在缺口336上方的压座337，检测机构4包括光纤压力传感器41和套设在光纤压力传感器41外壁上的橡胶层42，光纤压力传感器41通过橡胶层42自安装机构3的内侧阻尼式插设在装夹套332内，使得光纤压力传感器41的检测端伸向安装管1中并可通过压座337旋转至压槽335内挤压固定后又在缺口336处光纤压力传感器41上的橡胶层42施压，对插放在装夹套332内的光纤压力传感器41实施锁紧固定，两光纤压力传感器41插装固定后，它们的检测端自安装管1的管腔中朝向相对，不但体现了设置在安装管1上的检测结构为两处，且在对安装管1内的介质进行边移动又进行多点检测压力值的功能特点，又体现了光纤压力传感器41便于更换的结构特点。

如图1所示，为了使光纤压力传感器41的光纤线走线规范，且光纤线的存在又不影响外接管道向安装管1的两端实施连接：因此，装夹套332内外两端相通，法兰盘2的外端面上开设有与其内孔相通的线槽21，光纤压力传感器41的光纤连接端依次贯穿通过装夹套332和线槽21延伸至安装管1的外侧并电性连接于显示装置6。

如图6所示：顶环31和底环32的外端面沿其弧形走向各设有一条测试环3312，测试环3312设有延伸边3313，延伸边3313朝向于内环33的方向延伸，且延伸边3313与内环33之间留有排水空间3314，测试环3312通过延伸边3313与顶环31和底环32之间形成有测试腔3315，在螺杆11驱动下使两端的安装机构3沿着安装管1的管腔进行相向直线移动时，顶环31和底环32也会跟着移动，由此利用延伸边3313与顶环31和底环32之间形成的测试腔3315，可将液态介质以相向的方向朝着安装管1的中部方向收集，并且水压会逐渐增大，两光纤压力传感器41跟随其移动时，就能使光纤压力传感器41更容易从此类介质中获得压力值，而在两安装机构3处于静止状态时，也能在安装管1的两个位置上在测试腔3315收集作用下获得水压值，由于两安装机构3肯定是一处位于进液端，另一处位于出液端，特别是在出液端利用测试腔3315对液体介质形成一定收集情况下，也可使出液端的光纤压力传感器41得到较为明显的压力值，因此顶环31和底环32的结构设计更加合理。

需要说明的是，本发明所说的介质多数情况下是液体，例如油液，供水等。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种光纤压力监测装置，包括安装管(1)，设置在所述安装管(1)两端用于使其连接于两管道之间的法兰盘(2)，其特征在于：两法兰盘(2)内部放置有安装机构(3)，所述安装机构(3)的内部设有随其安装在法兰盘(2)内部的检测机构(4)，所述安装管(1)的外部套设有卡扣(5)，所述卡扣(5)上设有两套显示装置(6)，两显示装置(6)上的光纤线分连接于两检测机构(4)，安装管(1)的中部设有连接架(7)，所述连接架(7)上安装有马达(8)，所述安装管(1)的中部开设有与其管腔相通的通孔(9)，通孔(9)内镶嵌有密封轴承(10)，马达(8)的动作轴配合于密封轴承(10)并伸于安装管(1)的管腔中，安装管(1)的管腔内沿其长度方向设有螺杆(11)，螺杆(11)的两端分别延伸至安装管(1)的管口并分别传动连接于两安装机构(3)，以使螺杆(11)旋转动作时以通过两安装机构(3)带动两检测机构(4)沿着安装管(1)的管腔进行往复式直线运动。

2.根据权利要求1所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述安装管(1)的中部断开，使得安装管(1)分割成同等长度的两部分，在其中一部分的管腔内安装有固定座(13)，固定座(13)上开设有与安装管(1)的管腔在同一直线上的装配孔(131)，装配孔(131)内固定有轴承(132)，所述的螺杆(11)贯穿并安装在轴承(132)上，所述螺杆(11)靠近于固定座(13)的部位上安装有从动锥齿轮(111)，所述马达(8)的动作轴伸向于安装管(1)的一端安装有啮合与所述从动锥齿轮(111)以带动螺杆(11)同步旋转的主动锥齿轮(81)。

3.根据权利要求1所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述安装管(1)的两部分对接处均开设有环形的卡槽(101)，所述卡扣(5)的内壁面上设有随其捆绕在安装管(1)的外壁上并压入卡槽(101)用于将安装管(1)的两部分对接在一起的压轨(51)。

4.根据权利要求1所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述安装机构(3)包括顶环(31)、底环(32)、设置在顶环(31)和底环(32)之间的内环(33)，用于将顶环(31)和底环(32)弹性连接于内环(33)顶部和底部的弹簧杆(34)，所述安装机构(3)通过顶环(31)和底环(32)滑动接触于安装管(1)的管腔内壁上，所述内环(33)的直径方向上安装有固定杆(331)，所述固定杆(331)的中部安装有用于安装检测机构(4)的装夹套(332)，所述固定杆(331)的中部设有耳板(333)，所述耳板(333)上开设有用于使其带着安装机构(3)传动连接于螺杆(11)上，且在螺杆(11)旋转动作时，又使得安装机构(3)带着检测机构(4)沿着安装管(1)的管腔进行往复式直线运动的螺纹孔(334)。

5.根据权利要求4所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述固定杆(331)的顶面开设有对应在装夹套(332)附近的压槽(335)，所述装夹套(332)的横向方向上开设有与所述压槽(335)在同一直线上且互通的缺口(336)，所述压槽(335)的一端铰接有横跨在缺口(336)上方的压座(337)。

6.根据权利要求5所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述检测机构(4)包括光纤压力传感器(41)和套设在光纤压力传感器(41)外壁上的橡胶层(42)，光纤压力传感器(41)通过橡胶层(42)自安装机构(3)的内侧阻尼式插设在所述的装夹套(332)内，使得光纤压力传感器(41)的检测端伸向安装管(1)中，并同时使得位于两安装机构(3)上的两光纤压力传感器(41)的检测端朝向相对。

7.根据权利要求6所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述装夹套(332)内外两端相通，法兰盘(2)的外端面上开设有与其内孔相通的线槽(21)，光纤压力传感器(41)的光纤连接端依次贯穿通过装夹套(332)和线槽(21)延伸至安装管(1)的外侧并电性连接于显示装置(6)。

8.根据权利要求4所述的光纤压力监测装置，其特征在于：所述顶环(31)和底环(32)的外端面沿其弧形走向各设有一条测试环(3312)，所述测试环(3312)设有延伸边(3313)，所述延伸边(3313)朝向于内环(33)的方向延伸，且延伸边(3313)与内环(33)之间留有排水空间(3314)，所述测试环(3312)通过延伸边(3313)与顶环(31)和底环(32)之间形成有测试腔(3315)。

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