本发明专利技术提供一种有源式光纤光栅法布里—珀罗干涉仪管道流量计，涉及测量技术。圆形直管的同一个横截面设有一组安装孔，安装孔贯通圆形直管相对应的表面，安装孔的中轴线相互平行，圆形直管相对应的表面的一对安装孔穿过光纤，在圆形直管内腔的光纤串接光纤光栅法布里—珀罗干涉结构，光纤连接有泵浦激光器。本发明专利技术解决了现有技术在管道流量计易受强电磁干扰、仅可管道风速测量、金属薄膜易脱落造成测量稳定性不佳的技术问题。本发明专利技术的有益效果为：通过调节泵浦激光功率就可以对测量灵敏度、范围进行调节，操作简单。光纤光栅法布里—珀罗干涉结构矩阵式排布，消除了测量误差。传感器无需金属镀膜，有效地提高了流量计使用稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测试测量装置，尤其是涉及一种有源式光纤光栅法布里一珀罗干涉仪 管道流量计的结构。
技术介绍
流量测量在石油化工、生物医学、能源计量、环境监测等领域占据着举足轻重的地 位，是过程控制、贸易计量和科学研究中的重要测量手段。光纤流量传感器是一种本质安 全、抗电磁干扰、耐腐蚀的新型传感器，适用于分布式测量，具有大容量数据传输能力。近年 来，光纤流量传感器发展迅速，种类繁多，如强度调制型光纤涡街流量传感器、频率调制型 光纤多普勒流量传感器及波长调制型靶式光纤布拉格光栅流量传感器。此类传感器是一种 以传感单元物理性变化为基础的被动式无源流量传感器，制作简单、应用广泛，但不具备性 能可调性，测量参数单一。 随着光纤传感技术的发展，一种新型的主动有源光纤流量传感器出现并逐步发 展，它具有多参数测量、灵敏度及测量范围可调等优点。其实现方法为将光纤或光纤光栅与 金属吸收材料相结合，利用栗浦源对金属材料的激励作用改变传感局部特性并实现传感性 能可调节功能。目前，国内外报道较多的为光纤光栅（fiberBragggrating，FBG)点式和光 散射分布式两种有源流量传感器，均采用电源或激光激励对传感区域金属材料进行调制。 电源栗浦的光纤有源流量传感器虽然减少了光纤中构建光耦合单元的程序，降低了制作难 度，但电的引入无疑使得光纤传感器的天然优势不复存在，如抗电磁干扰能力，耐腐蚀性 等，而且增加了系统的链路，使得系统变得庞大、笨重。与之相比，光激励有源光纤流量传感 器无需增加额外链路，具有无可比例的优越性，在生物化学、食品加工、石油化工、工业控制 等领域有着巨大的潜在应用价值。 在管道内实现流量测量的主要方法有：1、建立流量传动装置，例如漩涡发生体、 流线型机体等，通过测量传动参数获得管道流量；2、测量管道单点风速，以此推算出管道 流量。光纤式流量计通常采用第二种方法来实现管道流量的测量。中国专利授权公告号 CN102564505B，授权公告日2014年7月30日，名称为"基于光纤光栅的热线式流量传感器 件"的专利技术专利，提供了一种采用激光栗浦的金属镀膜光纤光栅流量传感器。包括温度补偿 段光纤和流量测量段光纤；温度补偿段光纤纤芯写入第一光纤光栅，流量测量段光纤纤芯 写入第二光纤光栅，第二光纤光栅所在光纤的包层表面镀有一层金属离子形成金属膜，温 度补偿段光纤和流量测量段光纤之间的错位熔接区的耦合率通过调整温度补偿段光纤和 流量测量段光纤端面的横向错位距离来实现；第二光纤光栅的尺寸为4mm;错位熔接区横 向错位距离为7~8μm，错位熔接区反射率为5dB;金属离子形成金属膜是使用真空蒸发镀 膜机进行镀银的，镀银长度为4mm，镀银厚度为25nm，银的外表面镀上Si02,厚度为100nm。 该技术方案实现了单点风速的测量。中国专利授权公告号CN102564504B，授权公告日2013 年9月4日，名称为"多截面分布式光纤光栅热式流量传感器"的专利技术专利，提供了一种多 个光纤光栅热线式流量传感流量传感器结构。在测量管道的管壁上沿轴向设有多个钻孔， 在每个径向截面上设有2个以上钻孔，每个钻孔中分别安装密封连接件，光纤通过密封连 接件固定在钻孔内，尾纤分别从各自相对的一个钻孔中引出，每个光纤中均串接一个光纤 光栅热式流量传感器件，同一径向截面上光纤光栅热式流量传感器件保持均勾分布，并且 光纤光栅热式流量传感器件的温度补偿段光纤靠近尾纤的一端；光纤光栅热式流量传感器 件包括：温度补偿段光纤和流量测量段光纤；温度补偿段光纤纤芯写入第一光纤光栅，流 量测量段光纤纤芯写入第二光纤光栅，第二光纤光栅所在光纤的包层表面镀有一层金属离 子形成金属膜，位于温度补偿段光纤和流量测量段光纤之间的错位熔接区的耦合率通过调 整温度补偿段光纤和流量测量段光纤端面的横向错位距离来实现。该技术方案实现了管道 内部不同横截面的多点风速测量。上述专利技术仅仅实现了管道内单点、多点的风速大小测量， 无法对管道流体流量大小进行有效测量。且传感器件采用金属薄膜具有易脱落、易氧化的 缺点，长期测量稳定性不佳。
技术实现思路
为了解决现有技术存在管道流量计易受强电磁干扰、仅可管道风速测量、金属薄 膜易脱落造成测量稳定性不佳的技术问题，本专利技术提供一种根据待测流量环境状况，测量 性能可调节、测量稳定性好、抗电磁干扰，能实现管道内流量的准确测量的管道流量计。 本专利技术的技术方案是：一种有源式光纤光栅法布里一珀罗干涉仪管道流量计，它 包括圆形直管，圆形直管的同一个横截面设有一组安装孔，安装孔贯通圆形直管相对应的 表面，安装孔的中轴线相互平行，圆形直管相对应的表面的一对安装孔穿过光纤，在圆形直 管内腔的光纤串接光纤光栅法布里一珀罗干涉结构，光纤连接有栗浦激光器。通过调节栗 浦激光功率就可以对测量灵敏度、范围进行调节，操作简单。光纤光栅法布里一珀罗干涉结 构矩阵式排布，消除了测量误差，管道流量测量更准确。 作为优选，光纤光栅法布里一珀罗干涉结构包括依次排列的单模光纤布拉格光栅I、掺杂光纤和单模光纤布拉格光栅II，三段光纤熔接一体外表面为光滑面；传感器无需金 属镀膜，有效地提高了流量计使用稳定性，降低了制作难度及成本。 作为优选，过圆形直管（1)中轴线设平面CC，平面CC与设有安装孔的横截面夹角 成直角，掺杂光纤过中心的横截面与平面CC重合。 作为优选，圆形直管孔径为D，设有安装孔的横截面到圆形直管入口端的距离为 L，L与D关系为：L多? ;确保传感区域流量充分发展。 作为优选，光纤另一端穿过安装孔伸出圆形直管外悬空，光纤悬空端面与光纤中 轴线夹角为7° - 9° ;消除端面菲涅尔反射对传感信号的影响。 作为优选，圆形直管两端设有法兰；方便与待测管道密封连接。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过调节栗浦激光功率就可以对测量灵 敏度、范围进行调节，操作简单。光纤光栅法布里一珀罗干涉结构矩阵式排布，消除了测量 误差，管道流量测量更准确。传感器无需金属镀膜，有效地提高了流量计使用稳定性，降低 了制作难度及成本。【附图说明】 附图1为本专利技术连接示意图； 附图2为图1中A-A剖视图； 附图3为图2中B的放大立体图。 图中：1_圆形直管；2-光纤；3-密封紧固件；11-法兰；12-安装孔；21-引出光纤 I;22_光纤光栅法布里一珀罗干涉结构；23-引出光纤II;221-单模光纤光栅I;222_掺 杂光纤；223-单模光纤光栅II。【具体实施方式】 下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有源式光纤光栅法布里—珀罗干涉仪管道流量计，它包括圆形直管（1），其特征在于：所述圆形直管（1）的同一个横截面设有一组安装孔（12），所述安装孔（12）贯通圆形直管（1）相对应的表面，安装孔（12）的中轴线相互平行，圆形直管（1）相对应的表面的一对安装孔（12）穿过光纤（2），在圆形直管（1）内腔的光纤（2）串接光纤光栅法布里—珀罗干涉结构（22），光纤（2）连接有泵浦激光器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡朋兵，陈哲敏，杨眉，程佳，
申请(专利权)人：浙江省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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