一種單活塞光纖流量傳感器及其檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種單活塞光纖流量傳感器及其檢測(cè)方法，傳感器探頭包括活塞缸和設(shè)置于活塞缸一側(cè)的檢測(cè)箱，活塞缸的兩端分別由端蓋封閉，活塞缸內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞，活塞與端蓋之間均設(shè)置彈簧和活塞桿，端蓋上均開(kāi)設(shè)有檢測(cè)通孔，活塞桿一端固定于活塞上，另一端滑動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔內(nèi)，且活塞桿的端部固定有反光部件，檢測(cè)通孔的另一端還設(shè)置有光纖檢測(cè)端，檢測(cè)箱與活塞兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路相連通，流體通路和氣源分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩側(cè)。以解決現(xiàn)有流量傳感器多采用傳統(tǒng)的動(dòng)力測(cè)量方式，擁有測(cè)量精度不高、耗能大等局限，在很多場(chǎng)合不能很好地勝任的問(wèn)題。本發(fā)明屬于流量檢測(cè)領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種單活塞光纖流量傳感器及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種流量傳感器，屬于流量傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，常常要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn) 過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。傳感器 也早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工 程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。本發(fā)明是眾多類(lèi)別的傳感器之一一一流量傳感器。 隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)出現(xiàn)多種多樣的流量傳感器，最常用的有葉片式、渦街 式、卡門(mén)渦旋式、熱線(xiàn)式等。但是，諸如葉片式、渦街式、卡門(mén)渦旋式、熱線(xiàn)式等傳感器，原理 多采用傳統(tǒng)的動(dòng)力測(cè)量方式，擁有測(cè)量精度不高、耗能大等局限，在很多場(chǎng)合不能很好地勝 任。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于:提供一種單活塞光纖流量傳感器及其檢測(cè)方法，以解決現(xiàn)有 流量傳感器多采用傳統(tǒng)的動(dòng)力測(cè)量方式，擁有測(cè)量精度不高、耗能大等局限，在很多場(chǎng)合不 能很好地勝任的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明的方案如下：一種單活塞光纖流量傳感器，包括傳感器探頭、光電轉(zhuǎn)換器和 信號(hào)處理器，傳感器探頭包括活塞缸和設(shè)置于活塞缸一側(cè)的檢測(cè)箱，活塞缸的兩端分別由 端蓋封閉，活塞缸內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞，活塞與兩端的端蓋之間均設(shè)置彈簧和活塞桿，彈簧的 一端固定于活塞上，另一端固定于端蓋上，所述兩端的端蓋上均開(kāi)設(shè)有檢測(cè)通孔，活塞桿的 一端固定于活塞上，另一端滑動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔內(nèi)，且滑動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔內(nèi)的活塞桿的 端部固定有反光部件，檢測(cè)通孔的另一端還伸入設(shè)置有具有入射光纖和出射光纖的光纖檢 測(cè)端，光纖檢測(cè)端的出射光纖與光電轉(zhuǎn)換器相連，光電轉(zhuǎn)換器與信號(hào)處理器相連，通過(guò)出射 光纖所接收信號(hào)的強(qiáng)弱即可判斷反光部件與光纖檢測(cè)端之間的距離，從而判斷活塞的滑動(dòng) 距離，即可進(jìn)一步判斷出進(jìn)入活塞兩側(cè)的流體的壓差；
[0005] 檢測(cè)箱上具有流體入口和流體出口以使流體流經(jīng)檢測(cè)箱的內(nèi)部，檢測(cè)箱與活塞缸 中活塞兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路相連通，還包括氣源，氣源的供氣方向指向兩個(gè) 流體通路的中間位置，且流體通路和氣源分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩 偵L如此設(shè)置，當(dāng)檢測(cè)箱內(nèi)的流體不流通時(shí)，流入活塞兩側(cè)腔室的流體壓力應(yīng)當(dāng)相同，則活 塞會(huì)處于平衡位置保持不變，而當(dāng)流體流動(dòng)后，流入活塞兩側(cè)腔室的流體壓力是不同的，則 活塞會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，這種壓力變化就會(huì)反映在光纖探頭檢測(cè)的光信號(hào)變化上，即通過(guò)該傳感 器檢測(cè)出流體流量等信息。
[0006] 還包括有光源、Y型耦合器和光纖，光源設(shè)置于光纖的一端用于產(chǎn)生光纖信號(hào)，光 源發(fā)出的光信號(hào)耦合進(jìn)入到光纖內(nèi)，光纖的另一端經(jīng)Y型耦合器后分為兩路光源入射光纖， 兩路光源入射光纖分別對(duì)應(yīng)接入到傳感器探頭中的兩個(gè)光纖檢測(cè)端，并作為光纖檢測(cè)端的 入射光纖，照射到反光部件上，經(jīng)反射后的反射光進(jìn)入兩端的出射光纖，由出射光纖分別傳 輸?shù)絻蓚€(gè)單獨(dú)的光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化單元處理后分別輸 入到信號(hào)處理器，信號(hào)處理器再對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行比值運(yùn)算。
[0007] 為了避免彈簧對(duì)傳感器的影響，活塞兩側(cè)的彈簧對(duì)稱(chēng)設(shè)置，且活塞兩側(cè)的彈簧的 結(jié)構(gòu)及規(guī)格均完全相同，活塞位于兩端端蓋的正中央位置時(shí)，活塞兩側(cè)的彈簧均處于自然 狀態(tài)，即彈簧無(wú)拉伸與壓縮形變；
[0008] 為保證光纖探頭的傳感效果，保證兩端光纖檢測(cè)端與反光部件之間的距離平衡， 兩個(gè)檢測(cè)通孔均開(kāi)設(shè)在所在端蓋的正中心位置，兩個(gè)檢測(cè)通孔、活塞及兩個(gè)活塞桿均同軸 設(shè)置，反光部件與光纖檢測(cè)端垂直設(shè)置，反光部件為反光鏡或反光片，活塞與活塞缸的內(nèi)壁 之間為滑動(dòng)密封式結(jié)構(gòu)，以防止活塞兩側(cè)的流體互相滲入，活塞桿與檢測(cè)通孔之間也為滑 動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，例如，活塞桿的外側(cè)設(shè)置有密封圈，通過(guò)密封圈實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)通孔內(nèi)壁之間的密 封，防止流體流入反光部件與光纖檢測(cè)端之間；
[0009] 作為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述光纖檢測(cè)端通過(guò)螺紋旋緊固定于檢測(cè)通孔內(nèi)，以保證光纖 探頭定位的牢固和精確，端蓋為橡膠塞，保證結(jié)構(gòu)可靠性的前提下結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)化；
[0010] 為保證活塞的密封效果，防止流體經(jīng)活塞邊緣流入彈簧所在腔室，活塞與活塞缸 的內(nèi)壁之間設(shè)置有活塞密封圈；
[0011]為保證傳感器的使用壽命和使用效果，活塞的材質(zhì)優(yōu)選硬質(zhì)合金；
[0012]為防止流體內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入傳感器探頭，所述流體通路上均設(shè)置有濾網(wǎng)。
[0013]光纖檢測(cè)端的光纖束由入射光纖和出射光纖集合鎧裝而成，入射光纖另一端與光 源對(duì)接，用以耦合入射光，出射光纖的出射端與光敏元件連接，輸出光強(qiáng)度信號(hào)。
[0014] -種單活塞光纖流量檢測(cè)方法，包括：
[0015] 傳感器探頭、光電轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理器，傳感器探頭包括光纖壓差傳感器探頭和 具有流體流通通路的檢測(cè)箱；
[0016] 光纖壓差傳感器探頭包括有筒形的活塞缸，活塞缸內(nèi)具有兩個(gè)由滑動(dòng)設(shè)置于活塞 缸內(nèi)的活塞分隔開(kāi)的流體檢測(cè)腔，兩個(gè)流體檢測(cè)腔分別與檢測(cè)箱相連通；
[0017] 檢測(cè)箱與兩個(gè)流體檢測(cè)腔分別通過(guò)兩個(gè)流體通路相連通，檢測(cè)箱處還對(duì)應(yīng)設(shè)置有 朝向兩個(gè)流體通路的中間位置噴氣的氣源，且流體通路和氣源分別設(shè)置于檢測(cè)箱內(nèi)的流體 流通通路的相對(duì)兩側(cè)，若檢測(cè)箱內(nèi)無(wú)被測(cè)流體流動(dòng)，則兩個(gè)流體檢測(cè)腔內(nèi)的壓力是相同的， 光纖壓差傳感器探頭檢測(cè)到兩腔室壓差為零;若檢測(cè)箱內(nèi)有被測(cè)流體流動(dòng)，啟動(dòng)氣源吹氣 形成氣流，則被測(cè)流體與氣流在檢測(cè)箱內(nèi)發(fā)生相互作用，使得被測(cè)流體和氣流的初始動(dòng)量 發(fā)生改變，混合流體在檢測(cè)箱內(nèi)發(fā)生偏移，以致進(jìn)入活塞缸的混合流體在活塞的兩側(cè)形成 壓強(qiáng)差，活塞在兩個(gè)流體檢測(cè)腔壓差的作用下，向低壓一側(cè)滑移，并通過(guò)光纖壓差傳感器探 頭檢測(cè)壓差，建立動(dòng)量壓差數(shù)學(xué)模型，推算得出流體動(dòng)量；
[0018] 所述動(dòng)量壓差數(shù)學(xué)模型如下:分析傳動(dòng)量與壓差之間的關(guān)系，設(shè)氣流的速度為Vs， 被測(cè)流體的速度為V，其中1是由氣源發(fā)射出來(lái)的氣流速度，為已知量，活塞兩端壓強(qiáng)差與 兩個(gè)流體的動(dòng)量Ms/M有關(guān)，其中Μ為被測(cè)流體動(dòng)量，M s為氣流動(dòng)量，分別與Μ與V2成正比。
[0019] M = kV2；
[0020] M、=々K?,k 為常數(shù)；
[0023] 其中，1^為已知量，從而在已知Δ P后即可求得V的值，在試驗(yàn)中，我們?nèi)s等于5m/ s，取匕=2，V變化由lm/s到2m/s，其曲線(xiàn)如圖4所述。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點(diǎn)如下：經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論研究與實(shí)驗(yàn)分析可 知，該傳感器具有較小的結(jié)構(gòu)、較高的精確度與可靠性、較好的適應(yīng)性與互換性等，該傳感 器能適用于眾多流體流量檢測(cè)場(chǎng)合，將光電傳感原理應(yīng)用于流量檢測(cè)領(lǐng)域，輸出信號(hào)經(jīng)光 電轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理計(jì)算后輸出值將成倍變化，從而提高了檢測(cè)靈敏度，具有十分重要的實(shí) 際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)新型流量傳感器的設(shè)計(jì)與推廣起到了極大的推動(dòng)作用。
[0025]同時(shí)，該差壓傳感器采用活塞式結(jié)構(gòu)作為壓力探測(cè)器件，在兩側(cè)流體具有壓力差 時(shí)，活塞是平移運(yùn)動(dòng)，僅需根據(jù)活塞的平移量即可計(jì)算出流體壓力差，對(duì)于光纖傳感的要求 更低，計(jì)算和測(cè)量更為簡(jiǎn)單，且活塞結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，不易受外界干擾，不易損壞，使用壽命更 為長(zhǎng)久，使得傳感器的可靠性、適應(yīng)性及互換性都有了較大進(jìn)步，適宜用作流體流量的測(cè) 量;傳感器的強(qiáng)度補(bǔ)償原理更為簡(jiǎn)單，實(shí)用性更強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是該傳感器的系統(tǒng)原理圖；
[0027] 圖2是該傳感器探頭結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0028] 圖3是檢測(cè)原理圖；
[0029] 圖4是流體動(dòng)量與活塞兩邊壓強(qiáng)差的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步地詳細(xì)描述，
[0031] 實(shí)施例：
[0032] 參照?qǐng)D1至圖3,本實(shí)施例提供一種單活塞光纖流量傳感器，包括傳感器探頭1、光 電轉(zhuǎn)換器2和信號(hào)處理器3,傳感器探頭1包括活塞缸11和設(shè)置于活塞缸11 一側(cè)的檢測(cè)箱12， 活塞缸11的兩端分別由端蓋13封閉，端蓋13為橡膠塞，活塞缸11內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞14,活塞 14與活塞缸11的內(nèi)壁之間設(shè)置有活塞密封圈141，活塞14與兩端的端蓋13之間均設(shè)置彈簧 15和活塞桿16,彈簧15的一端固定于活塞14上，另一端固定于端蓋13上，活塞14兩側(cè)的彈簧 15對(duì)稱(chēng)設(shè)置，且活塞14兩側(cè)的彈簧15的結(jié)構(gòu)及規(guī)格均完全相同，活塞14位于兩端端蓋13的 正中央位置時(shí)，活塞14兩側(cè)的彈簧15均處于自然狀態(tài)，即彈簧無(wú)拉伸與壓縮形變，所述兩端 的端蓋13的正中心位置均開(kāi)設(shè)有檢測(cè)通孔17,活塞桿16的一端固定于活塞14上，另一端滑 動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔17內(nèi)，且滑動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔17內(nèi)的活塞桿16的端部固定有反光部件 18,兩個(gè)檢測(cè)通孔17、活塞14及兩個(gè)活塞桿16均同軸設(shè)置，檢測(cè)通孔17的另一端還伸入設(shè)置 有光纖檢測(cè)端19,光纖檢測(cè)端19通過(guò)螺紋旋緊固定于檢測(cè)通孔17內(nèi)，反光部件18與光纖檢 測(cè)端19垂直設(shè)置，反光部件18為反光鏡或反光片，活塞14與活塞缸11的內(nèi)壁之間為滑動(dòng)密 封式結(jié)構(gòu)，以防止活塞14兩側(cè)的流體互相滲入，活塞桿16與檢測(cè)通孔17之間也為滑動(dòng)密封 結(jié)構(gòu)，例如，活塞桿16的外側(cè)設(shè)置有密封圈，通過(guò)密封圈實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)通孔17內(nèi)壁之間的密 封，防止流體流入反光部件18與光纖檢測(cè)端19之間，光纖檢測(cè)端19的光纖束由入射光纖191 和出射光纖192集合銷(xiāo)裝而成，入射光纖191另一端與光源對(duì)接，用以親合入射光，光纖檢測(cè) 端19的出射光纖192與光電轉(zhuǎn)換器2相連，輸出光強(qiáng)度信號(hào)后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， 光電轉(zhuǎn)換器2與信號(hào)處理器3相連，該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大整流濾波等處理環(huán)節(jié)后輸入到計(jì)算機(jī) 中，配合相應(yīng)的算法計(jì)算，可以得出兩檢測(cè)位置的流體壓力差；
[0033] 還包括有光源5、Y型耦合器6和光纖7,光源5設(shè)置于光纖7的一端用于產(chǎn)生光纖信 號(hào)，光源5發(fā)出的光信號(hào)親合進(jìn)入到光纖7內(nèi)，光纖7的另一端經(jīng)Υ型親合器6后分為兩路光源 入射光纖，兩路光源入射光纖分別對(duì)應(yīng)接入到傳感器探頭1中的兩個(gè)光纖檢測(cè)端19，并作為 光纖檢測(cè)端19的入射光纖191，照射到反光部件18上，經(jīng)反射后的反射光進(jìn)入兩端的出射光 纖192,由出射光纖192分別傳輸?shù)絻蓚€(gè)單獨(dú)的光電轉(zhuǎn)換器2進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào) 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化單元8處理后分別輸入到信號(hào)處理器3,信號(hào)處理器3再對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行比值運(yùn) 算。
[0034]檢測(cè)箱12上具有流體入口 121和流體出口 122以使流體流經(jīng)檢測(cè)箱12的內(nèi)部，檢測(cè) 箱12與活塞缸11中活塞14兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路123相連通，所述流體通路123 上均設(shè)置有濾網(wǎng)125，還包括氣源124，氣源124的供氣方向指向兩個(gè)流體通路123的中間位 置，且流體通路123和氣源124分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱12內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩側(cè)，如此 設(shè)置，當(dāng)檢測(cè)箱12內(nèi)的流體不流通時(shí)，流入活塞14兩側(cè)腔室的流體壓力應(yīng)當(dāng)相同，則活塞14 會(huì)處于平衡位置保持不變，而當(dāng)流體流動(dòng)后，流入活塞14兩側(cè)腔室的流體壓力是不同的，則 活塞14會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，這種壓力變化就會(huì)反映在光纖探頭檢測(cè)的光信號(hào)變化上，建立動(dòng)量壓 差數(shù)學(xué)模型，推算得出流體動(dòng)量。
[0035]如圖3所示，從氣源124進(jìn)入的測(cè)試流體（即氣流)與被測(cè)流體耦合并相互作用，在 被測(cè)流體的作用下，測(cè)試流體流場(chǎng)由均勻分布向右側(cè)發(fā)生偏移。當(dāng)測(cè)試流體流場(chǎng)均勻分布 時(shí)（即被測(cè)流體不流動(dòng)），進(jìn)入傳感器左右檢測(cè)腔的流體流量相同，左右檢測(cè)腔內(nèi)的流體壓 力相等，活塞靜止不動(dòng);而當(dāng)測(cè)試流體流場(chǎng)向右側(cè)發(fā)生偏移后(被測(cè)流體向右流動(dòng)），進(jìn)入傳 感器右腔的流體流量增大，進(jìn)入傳感器左腔的流體流量減小，從而導(dǎo)致傳感器左右檢測(cè)腔 產(chǎn)生壓力差?；钊?4的左右偏移直接帶動(dòng)了活塞桿16端部的反光部件18的移動(dòng)，并使光纖 束與反光片(反光部件18)距離發(fā)生變化，造成兩個(gè)輸出光信號(hào)的強(qiáng)度不同，光敏元件把光 信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大整流濾波等處理環(huán)節(jié)后輸入到計(jì)算機(jī)中，配合相應(yīng)的 算法計(jì)算，可以得出兩檢測(cè)位置的流體壓力差。再建立動(dòng)量壓差數(shù)學(xué)模型，推算得出流體動(dòng) 量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單活塞光纖流量傳感器，包括傳感器探頭（1)、光電轉(zhuǎn)換器（2)和信號(hào)處理器 (3)，其特征在于:傳感器探頭（1)包括活塞缸(11)和設(shè)置于活塞缸(11) 一側(cè)的檢測(cè)箱（12)， 活塞缸（11)的兩端分別由端蓋（13)封閉，活塞缸（11)內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞（14)，活塞（14)與 兩端的端蓋（13)之間均設(shè)置彈黃（15)和活塞桿（16)，彈黃（15)的一端固定于活塞（14)上， 另一端固定于端蓋（13)上，所述兩端的端蓋（13)上均開(kāi)設(shè)有檢測(cè)通孔（17)，活塞桿（16)的 一端固定于活塞（14)上，另一端滑動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔（17)內(nèi)，且滑動(dòng)設(shè)置于檢測(cè)通孔（17) 內(nèi)的活塞桿(16)的端部固定有反光部件（18)，檢測(cè)通孔(17)的另一端還伸入設(shè)置有具有入 射光纖（191)和出射光纖（192)的光纖檢測(cè)端（19)，光纖檢測(cè)端（19)的出射光纖（192)與光 電轉(zhuǎn)換器(2)相連，光電轉(zhuǎn)換器(2)與信號(hào)處理器(3)相連； 檢測(cè)箱（12)上具有流體入口（121)和流體出口（122)?使流體流經(jīng)檢測(cè)箱（12)的內(nèi)部， 檢測(cè)箱（12)與活塞缸（11)中活塞（14)兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路（123)相連通，還 包括氣源（124)，氣源（124)的供氣方向指向兩個(gè)流體通路（123)的中間位置，且流體通路 (123)和氣源(124)分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱(12)內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩側(cè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單活塞光纖流量傳感器，其特征在于:還包括有光源（5)、Υ 型禪合器(6)和光纖(7)，光源巧)設(shè)置于光纖(7)的一端用于產(chǎn)生光纖信號(hào)，光源(5)發(fā)出的 光信號(hào)禪合進(jìn)入到光纖（7)內(nèi)，光纖(7)的另一端經(jīng)Υ型禪合器(6)后分為兩路光源入射光 纖，兩路光源入射光纖分別對(duì)應(yīng)接入到傳感器探頭（1)中的兩個(gè)光纖檢測(cè)端（19)，并作為光 纖檢測(cè)端(19)的入射光纖(191)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單活塞光纖流量傳感器，其特征在于:活塞（14)兩側(cè)的彈黃 (15)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，且活塞（1)兩側(cè)的彈黃(15)的結(jié)構(gòu)及規(guī)格均完全相同，活塞（14)位于兩端端 蓋(13)的正中央位置時(shí)，活塞(1)兩側(cè)的彈黃(15)均處于自然狀態(tài)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單活塞光纖流量傳感器，其特征在于:兩個(gè)檢測(cè)通孔（17)均 開(kāi)設(shè)在所在端蓋（13)的正中屯、位置，兩個(gè)檢測(cè)通孔（17)、活塞（14)及兩個(gè)活塞桿（16)均同 軸設(shè)置，反光部件（18)與光纖檢測(cè)端（19)垂直設(shè)置，反光部件（18)為反光鏡或反光片，活塞 (14)與活塞缸（11)的內(nèi)壁之間為滑動(dòng)密封式結(jié)構(gòu)，活塞桿（16)與檢測(cè)通孔（17)之間也為滑 動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單活塞光纖流量傳感器，其特征在于:所述光纖檢測(cè)端（19) 通過(guò)螺紋旋緊固定于檢測(cè)通孔(17)內(nèi)，端蓋(13)為橡膠塞。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單活塞光纖流量傳感器，其特征在于：活塞（14)與活塞缸 (11)的內(nèi)壁之間設(shè)置有活塞密封圈（141)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單活塞光纖流量傳感器，其特征在于:光纖檢測(cè)端（19)的光 纖束由入射光纖(191)和出射光纖（192)集合鏈裝而成，入射光纖(191)另一端與光源對(duì)接， 用W禪合入射光，出射光纖(192)的出射端與光敏元件連接，輸出光強(qiáng)度信號(hào)。8. -種單活塞光纖流量檢測(cè)方法，其特征在于，包括： 傳感器探頭（1)、光電轉(zhuǎn)換器(2)和信號(hào)處理器（3)，傳感器探頭（1)包括光纖壓差傳感 器探頭和具有流體流通通路的檢測(cè)箱(12); 光纖壓差傳感器探頭包括有筒形的活塞缸（11 )，活塞缸（11)內(nèi)具有兩個(gè)由滑動(dòng)設(shè)置于 活塞缸（11)內(nèi)的活塞（14)分隔開(kāi)的流體檢測(cè)腔，兩個(gè)流體檢測(cè)腔分別與檢測(cè)箱（12)相連 通； 檢測(cè)箱（12)與兩個(gè)流體檢測(cè)腔分別通過(guò)兩個(gè)流體通路（123)相連通，檢測(cè)箱（12)處還 對(duì)應(yīng)設(shè)置有朝向兩個(gè)流體通路（123)的中間位置噴氣的氣源（124)，且流體通路（123)和氣 源（124)分別設(shè)置于檢測(cè)箱（12)內(nèi)的流體流通通路的相對(duì)兩側(cè)，若檢測(cè)箱（12)內(nèi)有被測(cè)流 體流動(dòng)，啟動(dòng)氣源（124)吹氣形成氣流，則被測(cè)流體與氣流在檢測(cè)箱（12)內(nèi)發(fā)生相互作用， 使得被測(cè)流體和氣流的初始動(dòng)量發(fā)生改變，混合流體在檢測(cè)箱（12)內(nèi)發(fā)生偏移，W致進(jìn)入 活塞缸（11)的混合流體在活塞（14)的兩側(cè)形成壓強(qiáng)差，活塞（14)在兩個(gè)流體檢測(cè)腔壓差的 作用下，向低壓一側(cè)滑移，并通過(guò)光纖壓差傳感器探頭檢測(cè)壓差，建立動(dòng)量壓差數(shù)學(xué)模型， 推算得出流體動(dòng)量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種單活塞光纖流量檢測(cè)方法，其特征在于:所述動(dòng)量壓差數(shù)學(xué) 模型如下:分析傳動(dòng)量與壓差之間的關(guān)系，設(shè)氣流的速度為Vs，被測(cè)流體的速度為V，其中Vs 是由氣源（124)發(fā)射出來(lái)的氣流速度，為已知量，活塞兩端壓強(qiáng)差與兩個(gè)流體的動(dòng)量Ms/M有 關(guān)，其中Μ為被測(cè)流體動(dòng)量，Ms為氣流動(dòng)量，分別與片與V2成正比； M=kVS Μ、二 A-l/:k為常數(shù)；其中，ki為已知量，從而在已知Δ P后即可求得V的值。
【文檔編號(hào)】G01B11/14GK106092222SQ201610367244
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】胡浩, 鐘麗瓊, 趙麗梅
【申請(qǐng)人】貴州大學(xué)