CN202928625U - 一种光纤激光涡街流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤激光涡街流量计，该光纤激光涡街流量计包括：将该光纤激光涡街流量计与被测管道固接的外壳(10)；安装于该外壳(10)内部用以产生涡街的涡街发生体(50)；以及安装于该涡街发生体(50)以测量涡街频率的光纤激光器(30)。利用本实用新型，解决了现有流量计的结构和工艺问题，提高了流量计测试精度。

Description

一种光纤激光涡街流量计

技术领域

本实用新型涉及流量测试技术领域，尤其涉及一种光纤激光涡街流量计，适用于测量流体的流量。

背景技术

在工业生产和人民生活的很多领域，都需要对流体的流量进行监测。目前，常用的流量计有靶式流量计、涡轮流量计或涡街流量计等。这些流量计大多是通过电传感器测得力、转速或振动信号，再输入分析设备进行计算，最后得出流量数值。但是，电子类传感器存在密封性差、易漏电、易腐蚀、受电磁干扰等问题。

光纤传感器采用光纤进行传感和传输，不存在上述问题，因此近年得到了越来越多的重视。但是目前的光纤流量计仍存在较多问题。

赵栋等人提出了光纤涡街流量计的设计(赵栋等，“基于白光干涉原理的全光纤涡街流量测量方法”仪器仪表学报，2011)，这种涡街式流量计采用光纤垂直于流向布置，通过流体的压力使光纤长度发生变化。其不足在于传感器系统复杂，当流体粘度较大时光纤很容易被流体冲断。

郑伦佳等人公开了一种“包括光纤布拉格光栅传感器的卡门涡流流量计组件以及测量流体流速的方法”(中国专利申请号200780047600.1)，该方案中采用光纤光栅测量涡街发生的频率，由于光纤光栅的线宽较宽，且测量的是动态应变信号，从而使得测量精度较低。

因此，如何简化流量计的结构和工艺，提高测试精度，成为光纤流量计目前亟需解决的问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种流体流量监测的光纤激光涡街流量计，以解决现有流量计的结构和工艺问题，提高流量计测试精度。

(二)技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供了一种光纤激光涡街流量计，该光纤激光涡街流量计包括：

将该光纤激光涡街流量计与被测管道固接的外壳10；

安装于该外壳10内部用以产生涡街的涡街发生体50；以及

安装于该涡街发生体50以测量涡街频率的光纤激光器30。

上述方案中，所述外壳10呈中空的圆柱形，其侧壁有一引出孔11，所述光纤激光器30的尾纤通过该引出孔11引出。

上述方案中，该光纤激光涡街流量计还包括一解调设备，所述光纤激光器30的尾纤通过该引出孔11引出后与该解调设备连接，使该解调设备对光纤激光器30测出的数据进行解调。

上述方案中，所述涡街发生体50通过一横梁52安装于该外壳10内部，且该涡街发生体50的中央有一中心孔51，所述光纤激光器30通过该中心孔51安装于该涡街发生体50。

上述方案中，所述光纤激光器30被固定于涡街发生体50的该中心孔51，且所述光纤激光器30用以测量涡街频率的一端沿流体流动方向悬浮于流体中，尾纤所在一端通过该引出孔11引出。

上述方案中，所述光纤激光器30的轴向与流体的流向一致。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的这种光纤激光涡街流量计，采用一根光纤激光器沿着流体方向布置的方式，简化了现有流量计复杂的内部结构。

2、本实用新型提供的这种光纤激光涡街流量计，通过光纤激光器测量涡街产生的振动信号，由于光纤激光器具有较光纤光栅窄得多的线宽，采用干涉方法测量振动信号时具有更高的精度。

附图说明

图1为本实用新型提供的光纤激光涡街流量计的示意图；

图2为本实用新型提供的光纤激光涡街流量计的俯视图；

图3为本实用新型提供的光纤激光涡街流量计迎向流体方向时的截面图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

请参照图1至图3，图1为本实用新型提供的光纤激光涡街流量计的示意图；图2为本实用新型提供的光纤激光涡街流量计的俯视图；图3为本实用新型提供的光纤激光涡街流量计迎向流体方向时的截面图。

该光纤激光涡街流量计包括：将该光纤激光涡街流量计与被测管道固接的外壳10；安装于该外壳10内部用以产生涡街的涡街发生体50；以及安装于该涡街发生体50以测量涡街频率的光纤激光器30。

其中，所述外壳10呈中空的圆柱形，其侧壁有一引出孔11，所述光纤激光器30的尾纤通过该引出孔11引出。该光纤激光涡街流量计还包括一解调设备，所述光纤激光器30的尾纤通过该引出孔11引出后与该解调设备连接，使该解调设备对光纤激光器30测出的数据进行解调。所述涡街发生体50通过一横梁52安装于该外壳10内部，且该涡街发生体50的中央有一中心孔51，所述光纤激光器30通过该中心孔51安装于该涡街发生体50。所述光纤激光器30被固定于涡街发生体50的该中心孔51，且所述光纤激光器30用以测量涡街频率的一端沿流体流动方向悬浮于流体中，尾纤所在一端通过该引出孔11引出。所述光纤激光器30的轴向与流体的流向一致。

本实用新型提供的光纤激光涡街流量计的工作原理为，参考图1、图2和图3，当流体在外壳10中流动时，涡街发生体50用于产生涡街，并引起在涡街发生体后部产生垂直于流向方向的流体振动。流体振动引起光纤激光器30的上下弦式振动，该弦式振动引起光纤激光器30的输出光波长发生变化。该波长变化的频率与涡街发生的频率一致，因此可以通过检查光纤激光器30的波长变化的频率来测得流量。

需要特别说明的是，当流速较高时，涡街发生的频率增高，而光纤波长变化的幅度仍维持在较小的范围内。就现有技术发展水平而言，当且仅当采用干涉式测量的方法时才能提高测量精度。而光纤光栅输出的反射波长线宽较快，相干长度很短，所以采用干涉式测量精度较低。光纤激光器的线宽较光纤光栅低5个数量级以上，采用干涉式测量时，可以极大地提高测量精度。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光纤激光涡街流量计，其特征在于，该光纤激光涡街流量计包括：

将该光纤激光涡街流量计与被测管道固接的外壳(10)；

安装于该外壳(10)内部用以产生涡街的涡街发生体(50)；以及

安装于该涡街发生体(50)以测量涡街频率的光纤激光器(30)。

2.根据权利要求1所述的光纤激光涡街流量计，其特征在于，所述外壳(10)呈中空的圆柱形，其侧壁有一引出孔(11)，所述光纤激光器(30)的尾纤通过该引出孔(11)引出。

3.根据权利要求2所述的光纤激光涡街流量计，其特征在于，该光纤激光涡街流量计还包括一解调设备，所述光纤激光器(30)的尾纤通过该引出孔(11)引出后与该解调设备连接，使该解调设备对光纤激光器(30)测出的数据进行解调。

4.根据权利要求2所述的光纤激光涡街流量计，其特征在于，所述涡街发生体(50)通过一横梁(52)安装于该外壳(10)内部，且该涡街发生体(50)的中央有一中心孔(51)，所述光纤激光器(30)通过该中心孔(51)安装于该涡街发生体(50)。

5.根据权利要求4所述的光纤激光涡街流量计，其特征在于，所述光纤激光器(30)被固定于涡街发生体(50)的该中心孔(51)，且所述光纤激光器(30)用以测量涡街频率的一端沿流体流动方向悬浮于流体中，尾纤所在一端通过该引出孔(11)引出。

6.根据权利要求1所述的光纤激光涡街流量计，其特征在于，所述光纤激光器(30)的轴向与流体的流向一致。

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