專利名稱：一種光纖激光渦街流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖激光渦街流量計，適用于測量流體的流量。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的很多領(lǐng)域，都需要對流體的流量進(jìn)行監(jiān)測。目前，常用的流量計有靶式流量計、渦輪流量計或渦街流量計等。這些流量計大多是通過電傳感器測得力、轉(zhuǎn)速或振動信號，再輸入分析設(shè)備進(jìn)行計算，最后得出流量數(shù)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(jìn)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。趙棟等人提出了光纖渦街流量計的設(shè)計(趙棟等，“基于白光干涉原理的全光纖渦街流量測量方法”儀器儀表學(xué)報，2011)，這種渦街式流量計采用光纖垂直于流向布置，通過流體的壓力使光纖長度發(fā)生變化。其不足在于傳感器系統(tǒng)復(fù)雜，當(dāng)流體粘度較大時光纖很容易被流體沖斷。鄭倫佳等人公開了一種“包括光纖布拉格光柵傳感器的卡門渦流流量計組件以及測量流體流速的方法”(中國專利申請?zhí)?00780047600. I)，該方案中采用光纖光柵測量渦街發(fā)生的頻率，由于光纖光柵的線寬較寬，且測量的是動態(tài)應(yīng)變信號，從而使得測量精度較低。因此，如何簡化流量計的結(jié)構(gòu)和工藝，提高測試精度，成為光纖流量計目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種流體流量監(jiān)測的光纖激光渦街流量計，以解決現(xiàn)有流量計的結(jié)構(gòu)和工藝問題，提高流量計測試精度。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種光纖激光渦街流量計，該光纖激光渦街流量計包括將該光纖激光渦街流量計與被測管道固接的外殼10 ；安裝于該外殼10內(nèi)部用以產(chǎn)生渦街的渦街發(fā)生體50 ;以及安裝于該渦街發(fā)生體50以測量渦街頻率的光纖激光器30。上述方案中，所述外殼10呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有一引出孔11，所述光纖激光器30的尾纖通過該引出孔11引出。上述方案中，該光纖激光渦街流量計還包括一解調(diào)設(shè)備，所述光纖激光器30的尾纖通過該引出孔11引出后與該解調(diào)設(shè)備連接，使該解調(diào)設(shè)備對光纖激光器30測出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。上述方案中，所述渦街發(fā)生體50通過一橫梁52安裝于該外殼10內(nèi)部，且該渦街發(fā)生體50的中央有一中心孔51，所述光纖激光器30通過該中心孔51安裝于該渦街發(fā)生體50。上述方案中，所述光纖激光器30被固定于渦街發(fā)生體50的該中心孔51，且所述光纖激光器30用以測量渦街頻率的一端沿流體流動方向懸浮于流體中，尾纖所在一端通過該引出孔11引出。上述方案中，所述光纖激光器30的軸向與流體的流向一致。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明提供的這種光纖激光渦街流量計，采用一根光纖激光器沿著流體方向布置的方式，簡化了現(xiàn)有流量計復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2、本發(fā)明提供的這種光纖激光渦街流量計，通過光纖激光器測量渦街產(chǎn)生的振動信號，由于光纖激光器具有較光纖光柵窄得多的線寬，采用干涉方法測量振動信號時具有更高的精度。


圖I為本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計的俯視圖；圖3為本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計迎向流體方向時的截面圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。請參照圖I至圖3，圖I為本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計的俯視圖；圖3為本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計迎向流體方向時的截面圖。該光纖激光渦街流量計包括將該光纖激光渦街流量計與被測管道固接的外殼10;安裝于該外殼10內(nèi)部用以產(chǎn)生渦街的渦街發(fā)生體50;以及安裝于該渦街發(fā)生體50以測量渦街頻率的光纖激光器30。其中，所述外殼10呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有一引出孔11，所述光纖激光器30的尾纖通過該引出孔11引出。該光纖激光渦街流量計還包括一解調(diào)設(shè)備，所述光纖激光器30的尾纖通過該引出孔11引出后與該解調(diào)設(shè)備連接，使該解調(diào)設(shè)備對光纖激光器30測出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。所述渦街發(fā)生體50通過一橫梁52安裝于該外殼10內(nèi)部，且該渦街發(fā)生體50的中央有一中心孔51，所述光纖激光器30通過該中心孔51安裝于該渦街發(fā)生體50。所述光纖激光器30被固定于渦街發(fā)生體50的該中心孔51，且所述光纖激光器30用以測量渦街頻率的一端沿流體流動方向懸浮于流體中，尾纖所在一端通過該引出孔11引出。所述光纖激光器30的軸向與流體的流向一致。本發(fā)明提供的光纖激光渦街流量計的工作原理為，參考圖I、圖2和圖3，當(dāng)流體在外殼10中流動時，渦街發(fā)生體50用于產(chǎn)生渦街，并引起在渦街發(fā)生體后部產(chǎn)生垂直于流向方向的流體振動。流體振動引起光纖激光器30的上下弦式振動，該弦式振動引起光纖激光器30的輸出光波長發(fā)生變化。該波長變化的頻率與渦街發(fā)生的頻率一致，因此可以通過檢查光纖激光器30的波長變化的頻率來測得流量。需要特別說明的是，當(dāng)流速較高時，渦街發(fā)生的頻率增高，而光纖波長變化的幅度仍維持在較小的范圍內(nèi)。就現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平而言，當(dāng)且僅當(dāng)采用干涉式測量的方法時才能提高測量精度。而光纖光柵輸出的反射波長線寬較快，相干長度很短，所以采用干涉式測量精度較低。光纖激光器的線寬較光纖光柵低5個數(shù)量級以上，采用干涉式測量時，可以極大地提高測量精度。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光纖激光渦街流量計，其特征在于，該光纖激光渦街流量計包括將該光纖激光渦街流量計與被測管道固接的外殼(10)；安裝于該外殼(10)內(nèi)部用以產(chǎn)生渦街的渦街發(fā)生體(50);以及安裝于該渦街發(fā)生體(50)以測量渦街頻率的光纖激光器(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖激光渦街流量計，其特征在于，所述外殼(10)呈中空的圓柱形，其側(cè)壁有一引出孔(11)，所述光纖激光器(30)的尾纖通過該引出孔(11)引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖激光渦街流量計，其特征在于，該光纖激光渦街流量計還包括一解調(diào)設(shè)備，所述光纖激光器(30)的尾纖通過該引出孔(11)引出后與該解調(diào)設(shè)備連接，使該解調(diào)設(shè)備對光纖激光器(30)測出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖激光渦街流量計，其特征在于，所述渦街發(fā)生體(50)通過一橫梁(52)安裝于該外殼(10)內(nèi)部,且該潤街發(fā)生體(50)的中央有一中心孔(51),所述光纖激光器(30)通過該中心孔(51)安裝于該渦街發(fā)生體(50)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖激光渦街流量計，其特征在于，所述光纖激光器(30)被固定于渦街發(fā)生體(50)的該中心孔(51)，且所述光纖激光器(30)用以測量渦街頻率的一端沿流體流動方向懸浮于流體中，尾纖所在一端通過該引出孔(11)引出。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖激光渦街流量計，其特征在于，所述光纖激光器(30)的軸向與流體的流向一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖激光渦街流量計，該光纖激光渦街流量計包括將該光纖激光渦街流量計與被測管道固接的外殼(10)；安裝于該外殼(10)內(nèi)部用以產(chǎn)生渦街的渦街發(fā)生體(50)；以及安裝于該渦街發(fā)生體(50)以測量渦街頻率的光纖激光器(30)。利用本發(fā)明，解決了現(xiàn)有流量計的結(jié)構(gòu)和工藝問題，提高了流量計測試精度。
文檔編號G01F1/32GK102937465SQ20121046479
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者張文濤, 李芳 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所