專利名稱：光纖光柵渦輪流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及流量測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種光纖光柵渦輪流量計(jì)。
背景技術(shù)：
渦輪流量計(jì)根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速與流體流速成比例的原理測(cè)量流量。由于其壓損小，精度高，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、科研和計(jì)量等領(lǐng)域?；诠饫w檢測(cè)原理的渦輪流量計(jì)無電磁阻力，測(cè)量下限低，具有較寬的量程。盡管上世紀(jì)80年代就提出了基于光纖原理的小口徑渦輪流量計(jì)(專利號(hào)87201119)，其后也有此方面的相關(guān)研究(專利號(hào)200720017049. 3)，但這些方案中的光纖傳感器均屬于強(qiáng)度或相位調(diào)制型光纖，光纖只是傳光元件，不是敏感元件。其最大的弊端在于光源的強(qiáng)度和相位 易受現(xiàn)場(chǎng)因素影響，例如介質(zhì)的透明度會(huì)影響光源強(qiáng)度，雜質(zhì)顆粒會(huì)對(duì)光信號(hào)產(chǎn)生散射，影響其相位，導(dǎo)致信號(hào)誤檢測(cè)。這也是光纖式渦輪流量計(jì)目前尚未在エ業(yè)現(xiàn)場(chǎng)普及的原因之
o
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種光纖光柵渦輪流量計(jì)。實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，一種光纖光柵渦輪流量計(jì)，包括表體，葉輪軸橫向插入表體內(nèi)，葉輪套裝在葉輪軸中部，前導(dǎo)向架和后導(dǎo)向架分別與軸套形成配合套接在葉輪軸的前后兩端并通過固定在表體上的壓環(huán)壓住與表體形成固定結(jié)構(gòu)，與后導(dǎo)向架配合的軸套內(nèi)端面上設(shè)有耐磨弾性膜片，且光纖布拉格光柵傳感器通過耦合劑粘貼在耐磨彈性膜片的表面上，光纖布拉格光柵傳感器的引線穿過后導(dǎo)向架和表體向外伸出。所述壓環(huán)采用螺紋的方式與表體固定連接。所述光纖布拉格光柵傳感器米用的是光纖布拉格光柵。所述導(dǎo)向架和葉輪均采用不銹鋼材料制作。所述葉輪軸和軸套是采用硬質(zhì)合金制作的。利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案制作的光纖光柵渦輪流量計(jì)，與傳統(tǒng)磁電檢測(cè)原理(如磁阻式、霍爾式等)的渦輪流量計(jì)相比，由于步受電磁阻力的影響，其流量特性具有更寬的線性范圍，尤其是在小流量吋，比磁電式流量計(jì)有更高的靈敏度；葉輪材質(zhì)不僅可以采用抗腐蝕性較差的導(dǎo)磁材料來制作，還可以采用防腐性能更高的非導(dǎo)磁不銹鋼來制作，降低了加工要求，節(jié)約了制作成本。

圖I是本實(shí)用新型所述光纖光柵渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所述與后導(dǎo)向架配合的軸套的端面結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型所述匹配調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理示意圖；圖中，I、光纖布拉格光柵傳感器；2、耐磨彈性膜片；3、葉輪；4、前導(dǎo)向架；5、表體；6、后導(dǎo)向架;7、壓環(huán)；8、葉輪軸；9、軸套;10、引線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述，如圖I是本實(shí)用新型所述光纖光柵渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是該光纖光柵渦輪流量計(jì)的解剖結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，一種光纖光柵渦輪流量計(jì)，包括表體5，葉輪軸8橫向插入表體內(nèi)，葉輪3套裝在葉輪軸中部，前導(dǎo)向架4和后導(dǎo)向架6分別與軸套9形成配合套接在葉輪軸的前后兩端并通過固定在表體上的壓環(huán)7壓住與表體形成固定結(jié)構(gòu)，與后導(dǎo)向架配合的軸套內(nèi)端面上設(shè)有耐磨弾性膜片2，且光纖布拉格光柵傳感器I通過稱合劑粘貼在耐磨彈性膜片的表面上，光纖布拉格光柵傳感器的引線10穿過后導(dǎo)向架和表體向外伸出。其中，所述壓環(huán)采用螺紋的方式與表體固定連接；所述光纖布拉格光柵傳感器采用的是光纖布拉格光柵；所述導(dǎo)向架和葉輪均采用不銹鋼材料制作；所述葉輪軸和軸套是采用硬質(zhì)合金制作的。本技術(shù)方案的檢測(cè)原理為流速越高，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，其軸向端面的應(yīng)カ和應(yīng)變也越大，粘貼在彈性膜片上的光柵周期隨之變大。根據(jù)波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器的數(shù)學(xué) 模型，入=2neffA式中入為中心波長(zhǎng)，neff為線芯的有效折射率，A為光柵周期，只要檢測(cè)出接收光源波長(zhǎng)相對(duì)于中心波長(zhǎng)的漂移就可間接測(cè)得流速。本實(shí)用新型中的表體、導(dǎo)向架和葉輪均使用不銹鋼材質(zhì)，葉輪輪軸及軸套使用硬質(zhì)合金，后導(dǎo)向架軸套端面選用楊氏模量小且耐磨的弾性膜片，應(yīng)變靈敏度高。傳感器使用光纖布拉格光柵，エ藝成熟，成本低。葉輪轉(zhuǎn)速變化引起的光源波長(zhǎng)漂移由圖3所示匹配解調(diào)系統(tǒng)來檢測(cè)。本技術(shù)方案的特點(diǎn)在于用光纖布拉格光柵傳感器來作為檢測(cè)反應(yīng)兀件，而光纖布拉格光柵傳感器屬于波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器，在本技術(shù)方案中光纖本身作為ー種敏感兀件，通過轉(zhuǎn)速-應(yīng)變-波長(zhǎng)漂移的方式檢測(cè)流量；而傳統(tǒng)強(qiáng)度調(diào)制型或相位調(diào)制型光纖在流量檢測(cè)中，光纖只是簡(jiǎn)單的作為導(dǎo)光用，即把入射光送往測(cè)量區(qū)，而將返回的調(diào)制光送往分析器。前者調(diào)制的是波長(zhǎng)，屬本質(zhì)特征，不會(huì)受流場(chǎng)影響；而后者調(diào)制的是光強(qiáng)和相位，流體介質(zhì)的透明度或顆粒度均會(huì)影響其檢測(cè)精度。因此，采用光纖布拉格光柵傳感器的渦輪流量計(jì)精度更高，適應(yīng)能力更強(qiáng)。上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理，屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光纖光柵潤(rùn)輪流量計(jì)，包括表體(5),其特征在于,葉輪軸(8)橫向插入表體內(nèi)，葉輪(3)套裝在葉輪軸中部，前導(dǎo)向架(4)和后導(dǎo)向架(6)分別與軸套(9)形成配合套接在葉輪軸的前后兩端并通過固定在表體上的壓環(huán)(7)壓住與表體形成固定結(jié)構(gòu)，與后導(dǎo)向架配合的軸套內(nèi)端面上設(shè)有耐磨弾性膜片(2)，且光纖布拉格光柵傳感器(I)通過耦合劑粘貼在耐磨弾性膜片的表面上，光纖布拉格光柵傳感器的引線(10)穿過后導(dǎo)向架和表體向外伸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述壓環(huán)采用螺紋的方式與表體固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述光纖布拉格光柵傳感器采用的是光纖布拉格光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述導(dǎo)向架和葉輪均采用不銹鋼材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述葉輪軸和軸套是采用硬質(zhì)合金制作的。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光纖光柵渦輪流量計(jì)，包括表體，葉輪軸橫向插入表體內(nèi)，葉輪套裝在葉輪軸中部，前導(dǎo)向架和后導(dǎo)向架分別與軸套形成配合套接在葉輪軸的前后兩端并通過固定在表體上的壓環(huán)壓住與表體形成固定結(jié)構(gòu)，與后導(dǎo)向架配合的軸套內(nèi)端面上設(shè)有耐磨彈性膜片，且光纖布拉格光柵傳感器通過耦合劑粘貼在耐磨彈性膜片的表面上，光纖布拉格光柵傳感器的引線穿過后導(dǎo)向架和表體向外伸出。本實(shí)用新型的有益效果是，精度高，不受被檢測(cè)流體的影響，制作成本低。
文檔編號(hào)G01F1/66GK202562531SQ201220161758
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者李紅鎖, 蒲誠(chéng) 申請(qǐng)人:天津市迅爾儀表科技有限公司