專利名稱：一種流量測(cè)定傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種測(cè)定流量裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，涉及于光電傳感技術(shù)領(lǐng)域。
目前，油井的井下流量測(cè)定，一般采用以渦輪狀葉片或螺旋狀葉片作為轉(zhuǎn)子，帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)速改變的磁電信號(hào)，來測(cè)定其流量大小，這種測(cè)定裝置由于其轉(zhuǎn)子要求輕巧，制作較為復(fù)雜，為了保證轉(zhuǎn)子靈活，還需用寶石軸承作為轉(zhuǎn)子的支持架，造成其成本增加，重要的是其密封性能較差，容易污染，時(shí)而使轉(zhuǎn)動(dòng)部分阻塞，損壞，而且使用范圍有限，對(duì)大流量測(cè)定或小流量測(cè)定都難以勝任，在使用時(shí)還需要受到環(huán)鏡溫度的限制、否則將會(huì)引起測(cè)量值較大的誤差。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種無轉(zhuǎn)子、密封性能好，使用范圍大，不受環(huán)境溫定影響的流量測(cè)定傳感器。
本實(shí)用新型的解決技術(shù)方案是這樣的在筒狀殼體前段的周壁上開有流體進(jìn)口，殼體前端頭為敞口，在殼體內(nèi)流體進(jìn)口后部設(shè)置有密封的波紋彈片，其把筒狀殼體內(nèi)分成二個(gè)腔體，前端為流體經(jīng)過腔，后端為密閉腔，在波紋彈片中央固定裝置有前端頭為園臺(tái)體的金屬棒，其尾端置入封閉腔內(nèi)，后端頭固定裝有半球體反射鏡，反射鏡的球面刻有若干同心的園環(huán)槽，在反射鏡聚焦點(diǎn)上固定設(shè)有自聚焦透鏡，自聚焦透鏡兩側(cè)的殼體內(nèi)壁上對(duì)稱裝有一對(duì)發(fā)光管，自聚焦透鏡后接有固定裝置的光電轉(zhuǎn)換器和電路板。
由于本實(shí)用新型采用光電傳感技術(shù)，消除了傳統(tǒng)流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，由一根金屬棒置于流體中，流動(dòng)液體在園臺(tái)體處受阻，產(chǎn)生渦流引起壓差，導(dǎo)致金屬棒的產(chǎn)生抖動(dòng)，因?yàn)榻饘侔舻亩秳?dòng)頻率與流體流速成線性關(guān)系，根據(jù)f＝svd，f即為渦流引起的壓力脈沖頻率，s為Stroubal常數(shù)，v為流速，d為金屬棒體的寬度，可從式中得知，只要測(cè)定出壓力脈沖頻率f，即可求出流速v，再與油井的管徑相乘，便可得到流量，如果測(cè)定其他流體，乘以其流徑即可得出其流量。由于內(nèi)部的金屬棒與波紋彈片焊接固定成一體，其密封嚴(yán)，且不影響由壓差引起的靈活擺動(dòng)，本實(shí)用新型的分辯率相當(dāng)高，靈敏度達(dá)到±1mm的移動(dòng)量，并且使其測(cè)定范圍擴(kuò)大，無論大流量、還是小流量都能測(cè)定，其造價(jià)也降低很多，使用時(shí)不受環(huán)境溫度影響，測(cè)定準(zhǔn)確，壽命長(zhǎng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為殼體，2為金屬棒，3為波紋彈片，4為半球體反射鏡，5為led發(fā)光管，6為自聚焦透鏡，7為光電轉(zhuǎn)換器，8為電路板。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的傳感器是在筒狀殼體前段的周壁上開有流體進(jìn)口，殼體前端頭為敞口，在殼體內(nèi)流體進(jìn)口后部設(shè)置有密封的波紋彈片3，其把筒狀殼體內(nèi)分成二個(gè)腔體，前端為流體經(jīng)過腔，后端為密閉腔，在波紋彈片3中央固定裝置有前端頭為園臺(tái)體的金屬棒2，其尾端置于封閉腔內(nèi)，金屬棒2后端頭固定裝置有半球形體的反射鏡4，反射鏡4的球面上刻有若干同心的園環(huán)槽，在反射鏡4聚焦點(diǎn)上固定設(shè)有自聚焦透鏡6，自聚焦透鏡6兩側(cè)的殼體內(nèi)壁上對(duì)稱裝有一對(duì)led發(fā)光管5，自聚焦透鏡6后接有固定裝置的光電轉(zhuǎn)換器7和電路板8。
制作時(shí)，用不銹鋼制成筒狀外殼，并在前端的周壁上開有流體進(jìn)口，殼體前端頭為敞口，殼體外徑一般為φ25-38mm，在殼體內(nèi)流體進(jìn)口后部設(shè)置有密封的波紋彈片3，其把筒狀殼體內(nèi)分成二個(gè)腔體，前端為流體經(jīng)過腔，后端為密閉腔，金屬棒制成非流線形體且其前端頭為園臺(tái)體，其最大直徑由殼體1內(nèi)徑而定，一般可取φ6-12mm即可，金屬棒穿過波紋彈片3中央與其焊接固定，且尾端置入封閉腔內(nèi)，端頭裝有半球形體反射鏡，反射鏡4的球面上刻有若干個(gè)同心園環(huán)槽，在反射鏡聚焦點(diǎn)處固定設(shè)有自聚焦透鏡6，在自聚焦透鏡6兩側(cè)的殼體1內(nèi)壁上對(duì)稱裝有一對(duì)led發(fā)光管5，自聚焦透鏡后接有固定裝置的光電轉(zhuǎn)換器7和電路板8，電路板上分別設(shè)有放大線路、線性校正線路、模擬輸出線路，最后通過殼體由纜線與地面處理系統(tǒng)相接。
使用時(shí)，將本實(shí)用新型置入井下的流體中，打開電源，這時(shí)，流體從進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)后產(chǎn)生渦流引起壓差，導(dǎo)致金屬棒產(chǎn)生抖動(dòng)，金屬棒的抖動(dòng)又帶動(dòng)其端頭的反射鏡擺動(dòng)，由于金屬棒的抖動(dòng)頻率與流體成線性關(guān)系，同時(shí)led發(fā)光管作為固定光源直接照射于半球體反射鏡上，這時(shí)半球體反射鏡表面的同心園槽將一部分光吸收后明顯改變，通過自聚焦鏡將光脈沖信號(hào)接收后輸入光電轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，成為電脈沖信號(hào)后又進(jìn)入電路板進(jìn)行一系列的放大處理，線性校正，模擬輸出數(shù)字信號(hào)再輸送至地面處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，取得流體流量的測(cè)定數(shù)據(jù)，這里所述的光電轉(zhuǎn)換器和電路板中的放大線路、線性校正線路、模擬輸出線路都屬于現(xiàn)有技術(shù)，一般的技術(shù)人員都能夠?qū)崿F(xiàn)此技術(shù)，因此不再贅述。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)主要針對(duì)于井下注水流量或原油流量而言，如需在地面使用，可適當(dāng)加大其結(jié)構(gòu)尺寸即可。本實(shí)用新型可在任何環(huán)境溫度下正常工作，不影響測(cè)量效果。
權(quán)利要求1.一種流量測(cè)定傳感器，它是由殼體(1)、光電轉(zhuǎn)換器(7)、電路板(8)組成，其特征在于，在筒狀殼體(1)前段的周壁上開有流體進(jìn)口，殼體前端頭為敞口，在殼體內(nèi)流體進(jìn)口后部設(shè)置有密封的波紋彈片(3)，其把筒狀殼體內(nèi)分成二個(gè)腔體，前端為流體經(jīng)過腔，后端為密閉腔，在波紋彈片(3)中央固定裝置有前端頭為園臺(tái)體的金屬棒(2)，其尾端置入封閉腔內(nèi)，金屬棒(2)后端頭固定裝有半球形體的反射鏡(4)，反射鏡(4)的球面上刻有若干同心的園環(huán)槽，在反射鏡(4)聚焦點(diǎn)上固定設(shè)有自聚焦透鏡(6)，自聚焦透鏡(6)兩側(cè)的殼體內(nèi)壁上對(duì)稱設(shè)有一對(duì)發(fā)光管(5)，自聚焦透鏡(6)后接有固定裝置的光電轉(zhuǎn)換器(7)和電路板(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述的金屬棒(2)為非流線形體；所述的電路板(8)上分別設(shè)有放大線路、線性校正線路及模擬輸出線路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種流量測(cè)定傳感器,它是在一個(gè)前段周壁上開有流體進(jìn)口,且其后部設(shè)有密封的波紋彈片的筒狀殼體內(nèi)設(shè)一根金屬棒,其后端頭固定裝有半球形體反射鏡,其聚焦點(diǎn)上設(shè)有自聚焦透鏡和一對(duì)發(fā)光管,自聚焦透鏡后連接光電轉(zhuǎn)換器和電路板,其屬于光電傳感技術(shù)領(lǐng)域,具有密封性好,測(cè)定準(zhǔn)確,使用范圍廣,不受環(huán)境溫度影響的優(yōu)點(diǎn),適用于測(cè)量流體流量,尤其適用于油井注水層的流量和粘滯系數(shù)較大的原油流量的測(cè)定。
文檔編號(hào)G01F1/34GK2286867SQ9623642
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1996年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月15日
發(fā)明者陳堯生 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所