一種測力式光纖流量計制造技術

本實用新型專利技術公開了一種測力式光纖流量計，該測力式光纖流量計包括：將該測力式光纖流量計與被測管道固接的外殼(10)；安裝于外殼(10)側壁外部且兩端均與外殼(10)內部密封聯通的測量管(20)；安裝于測量管(20)內部在流體的壓力下產生變形的測力膜片(30)；安裝于測量管(20)內部固定光纖光柵(40)的固定梁(50)，且固定梁(50)設置于測力膜片(30)迎向流體流動方向的一側；以及固定于固定梁(50)與測力膜片(30)之間測量流體流動產生的力的光纖光柵(40)。利用本實用新型專利技術，解決了流量計影響原管道的流量和流場，光纖受其它附加作用的影響等問題，并簡化了流量計的結構和工藝。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及流量測試
，尤其涉及一種測力式光纖流量計，適用于測量流體的流量。
技術介紹
在工業生產和人民生活的很多領域，都需要對流體的流量進行監測。目前，常用的靶式流量計是通過液體流經靶板時對靶板產生壓力，使靶板帶動靶桿產生微量位移，通過電傳感器測得位移量并將位移量轉換為電信號輸入分析設備進行計算，最后得出流量數值。但是，電子類傳感器存在密封性差、易漏電、易腐蝕、受電磁干擾等問題。光纖傳感器采用光纖進行傳感和傳輸，不存在上述問題，因此近年得到了越來越多的重視。但是目前的光纖流量計仍存在較多問題。李川等人提出了一種靶式光纖光柵液體流量計(中國專利技術專利申請200910094845.0)，該流量計采用阻流靶、連桿、懸臂等一系列傳遞機構將流體引起的在阻流靶上的壓力傳遞給光纖光柵，通過光柵光譜的變化測得流量。該設計的不足在于:1)阻流靶影響了原有管道內的流場和流量；2)需要增加軸封片、設置長條孔等，工藝和結構復雜，尤其是需要對連桿這一可動機構進行密封，可靠性低。張強等人同樣提出了“帶溫度補償的光纖光柵液體流量傳感器”(中國專利技術專利申請200910229030.9)，該傳感器中采用“彈性舌”感受流體引起的壓力，其不足在于:1)彈性舌本身同樣會影響原有管道中的流量和流場特性；2)光纖光柵的方向與流體方向不平行，流體流動會對光纖光柵產生附加應力，從而影響測量精度。高應俊等人在技術專利“光纖光柵流量傳感器”中也公開了一種類似的結構，該結構采用將光纖光柵布置于“片狀物”上的方法進行流量測量，片狀物感受流體的壓力。該方案存在與上述兩個方案相同的不足:片狀物同樣會影響原有管道中的流量和流場特性。此外，光纖光柵與片狀物連為一體容易產生啁啾，從而影響測量精度。因此，如何使流量計不影響原管道的流量和流場，使光纖不受其它附加作用的影響并提高靈敏度，以及簡化流量計的結構和工藝，成為光纖流量計目前亟需解決的問題。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題有鑒于此，本技術的主要目的在于提供一種測力式光纖流量計，以解決流量計影響原管道的流量和流場，光纖受其它附加作用的影響等問題，以及簡化流量計的結構和工藝。(二)技術方案為達到上述目的，本技術提供了一種測力式光纖流量計，該測力式光纖流量計包括:將該測力式光纖流量計與被測管道固接的外殼10 ;安裝于外殼10側壁外部且兩端均與外殼10內部密封聯通的測量管20 ;安裝于測量管20內部在流體的壓力下產生變形的測力膜片30 ;安裝于測量管20內部固定光纖光柵40的固定梁50，且固定梁50設置于測力膜片30迎向流體流動方向的一側；以及固定于固定梁50與測力膜片30之間測量流體流動產生的力的光纖光柵40。上述方案中，所述外殼10呈中空的圓柱形，其側壁有兩個孔，測量管20的兩端通過該兩個孔與外殼10內部密封聯通。上述方案中，所述測量管20在流體進入的一端具有一導流板60，被測管道中一定比例的流體在該導流板60的導流下進入測量管20。上述方案中，所述測力膜片30為圓形，通過至少一根肋31固定于測量管20的內壁，且測力膜片30與測量管20的內壁之間有讓流體通過的縫隙。上述方案中，所述固定梁50的剛度大于測力膜片30的剛度，固定梁50在測量管20中的截面積小于測力膜片30的截面積。上述方案中，所述固定梁50安裝于該測量管20內部，且該固定梁50的中央有一中心孔51，所述光纖光柵40通過該中心孔51與該固定梁50固接。上述方案中，所述光纖光柵40的一端被固定于測力膜片30的中心32,另一端依次穿過該固定梁50的中心孔51及該測量管20側壁上的引出孔而被引出。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本技術具有以下有益效果:1、本技術提供的這種測力式光纖流量計，采用在原管道外的測量管測量的方式，最大限度地減小了對原管道的流量和流場的影響。2、本技術提供的這種測力式光纖流量計，通過在固定梁50和測力膜片30之間安裝光纖光柵的方法，使光纖光柵平行于流體流向，減小了流體對光纖的附加作用。3、本技術提供的這種測力式光纖流量計，通過在原管道外設置測量管和在固定梁50和測力膜片30之間安裝光纖光柵的方法，簡化了傳感器結構和工藝。附圖說明圖1為本技術提供的測力式光纖流量計的示意圖；圖2為本技術提供的測力式光纖流量計的測力膜片的示意圖；圖3為本技術提供的測力式光纖流量計的固定梁的示意圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本技術進一步詳細說明。請參照圖1-圖3，圖1為本技術提供的測力式光纖流量計的示意圖；圖2為本技術提供的測力式光纖流量計的測力膜片的示意圖；圖3為本技術提供的測力式光纖流量計的固定梁的示意圖。該測力式光纖流量計包括:將該測力式光纖流量計與被測管道固接的外殼10 ;安裝于外殼10側壁外部且兩端均與外殼10內部密封聯通的測量管20 ;安裝于測量管20內部在流體的壓力下產生變形的測力膜片30 ;安裝于測量管20內部固定光纖光柵40的固定梁50，且固定梁50設置于測力膜片30迎向流體流動方向的一側；以及固定于固定梁50與測力膜片30之間測量流體流動產生的力的光纖光柵40。其中，外殼10呈中空的圓柱形，其側壁有兩個孔，測量管20的兩端通過該兩個孔與外殼10內部密封聯通。測量管20在流體進入的一端具有一導流板60，被測管道中一定比例的流體在該導流板60的導流下進入測量管20。測力膜片30為圓形，通過至少一根肋31固定于測量管20的內壁，且測力膜片30與測量管20的內壁之間有讓流體通過的縫隙。固定梁50的剛度大于測力膜片30的剛度。固定梁50安裝于該測量管20內部，且該固定梁50的中央有一中心孔51，所述光纖光柵40通過該中心孔51與該固定梁50固接。光纖光柵40的一端被固定于測力膜片30的中心32,另一端依次穿過該固定梁50的中心孔51及該測量管20側壁上的引出孔而被引出。本技術提供的測力式光纖流量計的工作原理為，參考圖1、圖2和圖3，當流體在外殼10中流動時，一部分流體進入測量管20。固定梁50在測量管20中的截面積遠小于測力膜片30的截面積，且固定梁50的剛度遠大于測力膜片30的剛度，因此當流體在測量管20中流過時，固定梁50的中心51和測力膜片30的中心32之間的距離會發生變化，從而引起固定在期間的光纖光柵40產生應變，通過測量光柵40的輸出波長發生變化即可得到流量大小。需要說明的是，對于波長調制型光纖傳感器，敏感元件不限于光纖光柵，即光纖光柵40可被其它器件替換而取得相同效果，其它器件如光纖激光器、長周期光柵、啁啾光柵坐寸ο以上所述的具體實施例，對本技術的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本技術的具體實施例而已，并不用于限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測力式光纖流量計，其特征在于，該測力式光纖流量計包括：將該測力式光纖流量計與被測管道固接的外殼(10)；安裝于外殼(10)側壁外部且兩端均與外殼(10)內部密封聯通的測量管(20)；安裝于測量管(20)內部在流體的壓力下產生變形的測力膜片(30)；安裝于測量管(20)內部固定光纖光柵(40)的固定梁(50)，且固定梁(50)設置于測力膜片(30)迎向流體流動方向的一側；以及固定于固定梁(50)與測力膜片(30)之間測量流體流動產生的力的光纖光柵(40)。

【技術特征摘要】
1.一種測力式光纖流量計，其特征在于，該測力式光纖流量計包括: 將該測力式光纖流量計與被測管道固接的外殼(10)； 安裝于外殼(10)側壁外部且兩端均與外殼(10)內部密封聯通的測量管(20)； 安裝于測量管(20)內部在流體的壓力下產生變形的測力膜片(30)； 安裝于測量管(20)內部固定光纖光柵(40)的固定梁(50)，且固定梁(50)設置于測力膜片(30)迎向流體流動方向的一側；以及 固定于固定梁(50)與測力膜片(30)之間測量流體流動產生的力的光纖光柵(40)。2.根據權利要求1所述的測力式光纖流量計，其特征在于，所述外殼(10)呈中空的圓柱形，其側壁有兩個孔，測量管(20)的兩端通過該兩個孔與外殼(10)內部密封聯通。3.根據權利要求1所述的測力式光纖流量計，其特征在于，所述測量管(20)在流體進入的一端具有一導流板(60)，被測管道中一定比例的流體在該導流板￠0)的導流下進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張文濤，李芳，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：實用新型
國別省市：