RU2254579C1 - Fiber-optic measuring instrument of speed and consumption of optically opaque liquids - Google Patents
Fiber-optic measuring instrument of speed and consumption of optically opaque liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254579C1 RU2254579C1 RU2003134173/28A RU2003134173A RU2254579C1 RU 2254579 C1 RU2254579 C1 RU 2254579C1 RU 2003134173/28 A RU2003134173/28 A RU 2003134173/28A RU 2003134173 A RU2003134173 A RU 2003134173A RU 2254579 C1 RU2254579 C1 RU 2254579C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- measuring
- photoreceiver
- butt
- fiber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и расхода различных жидкостей, в том числе оптически непрозрачных, например, нефти, сточных и технических вод, водопроводной воды в трубах большого диаметра, в открытых каналах и морях в экстремальных условиях эксплуатации.The device relates to measuring equipment and can be used to measure the speed and flow rate of various liquids, including optically opaque, for example, oil, sewage and industrial water, tap water in pipes of large diameter, in open channels and seas in extreme operating conditions.
Известен малогабаритный лазерный измеритель скорости жидкостей [1]. Однако он не обеспечивает измерение скорости непрозрачных и загрязненных жидкостей.Known small-sized laser fluid velocity meter [1]. However, it does not provide a measure of the speed of opaque and contaminated liquids.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является волоконно-оптический точечный расходомер с пространственной частотной фильтрацией [2]. Он состоит из измерительного зонда, помещаемого в контролируемый гидроканал, и электронного блока. Зонд представляет собой цилиндрическую трубку диаметром 8 мм и длиной 280 мм, на конце которой имеется проточное отверстие диаметром 8 мм, в котором установлены два фильтра пространственных частот в виде волоконно-оптической решетки, состоящей из двух сдвинутых на половину шага решеток, каждая из которых образована из входных торцов семи градиентных волокон. Источником света служит мощный светодиод с градиентной оптикой, установленный на наружном конце зонда. При движении жидкости рассеянное излучение попадает на решетку и далее через выходные торцы волокна - на два фотодиода, соединенных с дифференциальным усилителем. Частота сигнала на выходе усилителя пропорциональна скорости потока.Closest to the proposed invention is a fiber optic spot meter with spatial frequency filtering [2]. It consists of a measuring probe placed in a controlled hydrochannel and an electronic unit. The probe is a cylindrical tube with a diameter of 8 mm and a length of 280 mm, at the end of which there is a flow hole with a diameter of 8 mm, in which two spatial frequency filters are installed in the form of a fiber optic array, consisting of two lattices shifted by half the pitch, each of which is formed from the input ends of the seven gradient fibers. The light source is a powerful LED with gradient optics mounted on the outer end of the probe. When the fluid moves, the scattered radiation enters the grating and then through the output ends of the fiber to two photodiodes connected to a differential amplifier. The frequency of the signal at the output of the amplifier is proportional to the flow rate.
В электронном блоке, представляющем собой контроллер с быстрым Фурье-преобразованием, осуществляется обработка этого сигнала и вычисление расхода с учетом диаметра гидроканала и градуировочной кривой.In the electronic unit, which is a controller with a fast Fourier transform, this signal is processed and the flow rate is calculated taking into account the diameter of the hydrochannel and the calibration curve.
Недостатками рассмотренного устройства являются невозможность измерения расхода оптически непрозрачных и загрязненных жидкостей, так как измерение происходит на «просвет», определенная сложность конструкции, необходимость индивидуальной градуировки, невозможность работы в жидкостях с температурой более 100°С.The disadvantages of the considered device are the impossibility of measuring the flow rate of optically opaque and contaminated liquids, since the measurement takes place at a “clearance”, a certain design complexity, the need for individual calibration, and the inability to work in liquids with a temperature of more than 100 ° C.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание измерителя скорости и расхода, отличающегося возможностью надежной работы практически на любых жидкостях (или газах) при экстремальных условиях эксплуатации, простотой конструкции, а также не требующего индивидуальной градуировки.The problem to which the invention is directed, is to create a speed and flow meter, characterized by the possibility of reliable operation on virtually any liquid (or gas) under extreme operating conditions, simplicity of design, and also not requiring individual graduation.
Предлагаемое устройство содержит погружной измерительный зонд, в состав которого входит корпус, защитное окно, излучатель, фотоприемник и волоконно-оптический преобразователь изображения, входные торцы световодов которого образуют измерительный растр, а выходные - оптически связаны с фотоприемником, выход которого связан со входом электронного блока и отличается тем, что излучатель оптически связан с выходными четными торцами световодов преобразователя, а фотоприемник оптически связан с нечетными выходными торцами световодов, при этом излучатель и фотоприемник расположены вне контролируемой жидкости, а плоскость измерительного растра расположена под углом к оси потока.The proposed device contains an immersion measuring probe, which includes a housing, a protective window, an emitter, a photodetector and a fiber-optic image converter, the input ends of the optical fibers of which form a measuring raster, and the output ones are optically coupled to a photodetector, the output of which is connected to the input of the electronic unit and characterized in that the emitter is optically coupled to the output even ends of the optical fibers of the converter, and the photodetector is optically coupled to the odd output ends of the optical fibers, at ohm emitter and light detector are located outside the controlled fluid, and measuring the raster plane disposed at an angle to the flow axis.
Сущность устройства поясняется фиг.1 и фиг.2.The essence of the device is illustrated in figure 1 and figure 2.
Устройство (фиг.1) состоит из измерительного зонда 1, устройства крепления 2 и электронного блока 3. Измерительный зонд (фиг.2) состоит из корпуса 4, защитного окна 5, волоконно-оптического преобразователя 6, входные торцы световодов которого склеены между собой и образуют измерительный растр 7, выходные нечетные торцы световодов 8 оптически через фокон 9 связаны с фотоприемником 10, а выходные четные торцы 8 оптически связаны с излучателем 11.The device (figure 1) consists of a
Устройство работает следующим образом. Световой поток излучателя 11 через четные световоды волоконно-оптического преобразователя 6 попадают в контролируемую среду и рассеиваются на микронеоднородностях потока. Рассеянное излучение через нечетные торцы световодов 8 и фокон 9 попадает на фотоприемник 10. При движении контролируемой жидкости частота сигнала на выходе фотоприемника 10 пропорциональна скорости потока и шагу измерительного растра 7.The device operates as follows. The luminous flux of the
Тогда Then
где V - скорость потока,where V is the flow rate,
F - выходная частота фотоприемника,F is the output frequency of the photodetector,
d - диаметр световодов,d is the diameter of the optical fibers,
К - градуировочный коэффициент.K is the calibration factor.
Выходной сигнал фотоприемника 10 обрабатывается в электронном блоке 3 с целью получения информации о скорости и расходе. Для уменьшения гидравлического сопротивления зонда и обеспечения максимальной стабильности градуировочного коэффициента в требуемом диапазоне скоростей плоскости измерительного растра и, соответственно, защитного окна расположены под углом к оси потока.The output signal of the
Предлагаемое устройство отличается возможностью применения для различных оптически прозрачных и непрозрачных, взрывоопасных и агрессивных жидкостях в тяжелых условиях эксплуатации, как в открытых каналах, так и в трубах большого диаметра.The proposed device is characterized by the possibility of application for various optically transparent and opaque, explosive and aggressive liquids in difficult operating conditions, both in open channels and in large diameter pipes.
Устройство прошло успешные испытания на различных объектах Мосводоканала.The device has been successfully tested at various facilities of Mosvodokanal.
Источники информацииSources of information
1. Полезная модель №2001122487/20. Малогабаритный лазерный измеритель скорости.1. Utility model No. 2001122487/20. Small-sized laser speed meter.
2. Kalibrirung des faseroptisches Ortsfilter-Einpunkt-Durchflussgebers. Petrak D., Mahr P. "tm", 2000, 67, №11, 474-478 (нем.).2. Kalibrirung des faseroptisches Ortsfilter-Einpunkt-Durchflussgebers. Petrak D., Mahr P. "tm", 2000, 67, No. 11, 474-478 (German).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134173/28A RU2254579C1 (en) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | Fiber-optic measuring instrument of speed and consumption of optically opaque liquids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134173/28A RU2254579C1 (en) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | Fiber-optic measuring instrument of speed and consumption of optically opaque liquids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2254579C1 true RU2254579C1 (en) | 2005-06-20 |
Family
ID=35835909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003134173/28A RU2254579C1 (en) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | Fiber-optic measuring instrument of speed and consumption of optically opaque liquids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2254579C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008024031A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Schlumberger Holdings Limited | Fiber-optic sensor for measuring liquid and/or gas flow rate |
RU2741276C1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-01-22 | Елена Александровна Бадеева | Fibre-optic sensor of liquid and air flow parameters |
-
2003
- 2003-11-26 RU RU2003134173/28A patent/RU2254579C1/en active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008024031A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Schlumberger Holdings Limited | Fiber-optic sensor for measuring liquid and/or gas flow rate |
GB2454613A (en) * | 2006-08-16 | 2009-05-13 | Schlumberger Holdings | Fiber-optic sensor for measuring liquid and/or gas flow rate |
GB2454613B (en) * | 2006-08-16 | 2011-05-25 | Schlumberger Holdings | Fiber-optic transducer for fluid and/or gas velocity measure ment |
RU2741276C1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-01-22 | Елена Александровна Бадеева | Fibre-optic sensor of liquid and air flow parameters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6603556B2 (en) | Photometric detection system having multiple path length flow cell | |
CN105044030B (en) | Evanscent field coupling coefficient meter and its detection method between optical fiber is fine | |
US10126229B2 (en) | Optical measurement device | |
JP4777360B2 (en) | Travel time optical speedometer | |
FI95322C (en) | Spectroscopic measuring sensor for analyzing media | |
JP2014044145A (en) | Flow cell | |
CN103063645A (en) | Efficient fluorescence detection based on novel microstructure optical fibers | |
Sadat | Determining the adulteration of diesel by an optical method | |
Krattiger et al. | Laser-based refractive-index detection for capillary electrophoresis: ray-tracing interference theory | |
RU2254579C1 (en) | Fiber-optic measuring instrument of speed and consumption of optically opaque liquids | |
CN101701905B (en) | Wide-aperture long path sample pool | |
JP2007316041A (en) | Liquid level position detector | |
US7573565B1 (en) | Methods and systems for determining the density and/or temperature of fluids | |
RU2697033C1 (en) | Explosion-proof fiber-optic level gauge | |
RU2356028C1 (en) | Device for proximate analysis of fluid industrial-class purity | |
RU2741276C1 (en) | Fibre-optic sensor of liquid and air flow parameters | |
RU66818U1 (en) | FIBER OPTICAL SPEED METER | |
Borecki et al. | Light transmission characteristics of silica capillaries | |
WO2017197306A1 (en) | High performance waveguide refractometer | |
RU2796797C2 (en) | Fibre-optic method for determining the refractive coefficient of a transparent substance and a fibre-optical refractometric measuring converter implementing it | |
RU75043U1 (en) | FIBER OPTICAL SPEED METER | |
SU1659864A1 (en) | Gas or fluid flow rate pickup | |
SU1755123A1 (en) | Fiber-optics refractometer | |
RU59238U1 (en) | FIBER OPTICAL SENSOR FOR MEASURING THE SPEED OF A LIQUID AND / OR GAS | |
FR2673716A1 (en) | OPTICAL FIBER DEBITMETER. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131127 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150427 |