一种流量测定传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种流量测定传感器，它是在一个前段周壁上开有流体进口，且其后部设有密封的波纹弹片的筒状壳体内设一根金属棒，其后端头固定装有半球形体反射镜，其聚焦点上设有自聚焦透镜和一对发光管，自聚焦透镜后连接光电转换器和电路板，其属于光电传感技术领域，具有密封性好，测定准确，使用范围广，不受环境温度影响的优点，适用于测量流体流量，尤其适用于油井注水层的流量和粘滞系数较大的原油流量的测定。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种测定流量装置的结构改进，涉及于光电传感
目前，油井的井下流量测定，一般采用以涡轮状叶片或螺旋状叶片作为转子，带动磁铁旋转而产生随转速改变的磁电信号，来测定其流量大小，这种测定装置由于其转子要求轻巧，制作较为复杂，为了保证转子灵活，还需用宝石轴承作为转子的支持架，造成其成本增加，重要的是其密封性能较差，容易污染，时而使转动部分阻塞，损坏，而且使用范围有限，对大流量测定或小流量测定都难以胜任，在使用时还需要受到环镜温度的限制、否则将会引起测量值较大的误差。本技术的目的在于提供一种无转子、密封性能好，使用范围大，不受环境温定影响的流量测定传感器。本技术的解决技术方案是这样的在筒状壳体前段的周壁上开有流体进口，壳体前端头为敞口，在壳体内流体进口后部设置有密封的波纹弹片，其把筒状壳体内分成二个腔体，前端为流体经过腔，后端为密闭腔，在波纹弹片中央固定装置有前端头为园台体的金属棒，其尾端置入封闭腔内，后端头固定装有半球体反射镜，反射镜的球面刻有若干同心的园环槽，在反射镜聚焦点上固定设有自聚焦透镜，自聚焦透镜两侧的壳体内壁上对称装有一对发光管，自聚焦透镜后接有固定装置的光电转换器和电路板。由于本技术采用光电传感技术，消除了传统流量计的转动部分，由一根金属棒置于流体中，流动液体在园台体处受阻，产生涡流引起压差，导致金属棒的产生抖动，因为金属棒的抖动频率与流体流速成线性关系，根据f＝svd，f即为涡流引起的压力脉冲频率，s为Stroubal常数，v为流速，d为金属棒体的宽度，可从式中得知，只要测定出压力脉冲频率f，即可求出流速v，再与油井的管径相乘，便可得到流量，如果测定其他流体，乘以其流径即可得出其流量。由于内部的金属棒与波纹弹片焊接固定成一体，其密封严，且不影响由压差引起的灵活摆动，本技术的分辩率相当高，灵敏度达到±1mm的移动量，并且使其测定范围扩大，无论大流量、还是小流量都能测定，其造价也降低很多，使用时不受环境温度影响，测定准确，寿命长。以下结合附图对本技术的实施方案作进一步说明附图说明图1为本技术所设计的传感器的结构示意图。图中，1为壳体，2为金属棒，3为波纹弹片，4为半球体反射镜，5为led发光管，6为自聚焦透镜，7为光电转换器，8为电路板。本技术所设计的传感器是在筒状壳体前段的周壁上开有流体进口，壳体前端头为敞口，在壳体内流体进口后部设置有密封的波纹弹片3，其把筒状壳体内分成二个腔体，前端为流体经过腔，后端为密闭腔，在波纹弹片3中央固定装置有前端头为园台体的金属棒2，其尾端置于封闭腔内，金属棒2后端头固定装置有半球形体的反射镜4，反射镜4的球面上刻有若干同心的园环槽，在反射镜4聚焦点上固定设有自聚焦透镜6，自聚焦透镜6两侧的壳体内壁上对称装有一对led发光管5，自聚焦透镜6后接有固定装置的光电转换器7和电路板8。制作时，用不锈钢制成筒状外壳，并在前端的周壁上开有流体进口，壳体前端头为敞口，壳体外径一般为φ25-38mm，在壳体内流体进口后部设置有密封的波纹弹片3，其把筒状壳体内分成二个腔体，前端为流体经过腔，后端为密闭腔，金属棒制成非流线形体且其前端头为园台体，其最大直径由壳体1内径而定，一般可取φ6-12mm即可，金属棒穿过波纹弹片3中央与其焊接固定，且尾端置入封闭腔内，端头装有半球形体反射镜，反射镜4的球面上刻有若干个同心园环槽，在反射镜聚焦点处固定设有自聚焦透镜6，在自聚焦透镜6两侧的壳体1内壁上对称装有一对led发光管5，自聚焦透镜后接有固定装置的光电转换器7和电路板8，电路板上分别设有放大线路、线性校正线路、模拟输出线路，最后通过壳体由缆线与地面处理系统相接。使用时，将本技术置入井下的流体中，打开电源，这时，流体从进口进入壳体内后产生涡流引起压差，导致金属棒产生抖动，金属棒的抖动又带动其端头的反射镜摆动，由于金属棒的抖动频率与流体成线性关系，同时led发光管作为固定光源直接照射于半球体反射镜上，这时半球体反射镜表面的同心园槽将一部分光吸收后明显改变，通过自聚焦镜将光脉冲信号接收后输入光电转换器中进行光电转换，成为电脉冲信号后又进入电路板进行一系列的放大处理，线性校正，模拟输出数字信号再输送至地面处理系统进行处理，取得流体流量的测定数据，这里所述的光电转换器和电路板中的放大线路、线性校正线路、模拟输出线路都属于现有技术，一般的技术人员都能够实现此技术，因此不再赘述。本技术所设计的有关参数主要针对于井下注水流量或原油流量而言，如需在地面使用，可适当加大其结构尺寸即可。本技术可在任何环境温度下正常工作，不影响测量效果。权利要求1.一种流量测定传感器，它是由壳体(1)、光电转换器(7)、电路板(8)组成，其特征在于，在筒状壳体(1)前段的周壁上开有流体进口，壳体前端头为敞口，在壳体内流体进口后部设置有密封的波纹弹片(3)，其把筒状壳体内分成二个腔体，前端为流体经过腔，后端为密闭腔，在波纹弹片(3)中央固定装置有前端头为园台体的金属棒(2)，其尾端置入封闭腔内，金属棒(2)后端头固定装有半球形体的反射镜(4)，反射镜(4)的球面上刻有若干同心的园环槽，在反射镜(4)聚焦点上固定设有自聚焦透镜(6)，自聚焦透镜(6)两侧的壳体内壁上对称设有一对发光管(5)，自聚焦透镜(6)后接有固定装置的光电转换器(7)和电路板(8)。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述的金属棒(2)为非流线形体；所述的电路板(8)上分别设有放大线路、线性校正线路及模拟输出线路。专利摘要本技术公开了一种流量测定传感器,它是在一个前段周壁上开有流体进口,且其后部设有密封的波纹弹片的筒状壳体内设一根金属棒,其后端头固定装有半球形体反射镜,其聚焦点上设有自聚焦透镜和一对发光管,自聚焦透镜后连接光电转换器和电路板,其属于光电传感
,具有密封性好,测定准确,使用范围广,不受环境温度影响的优点,适用于测量流体流量,尤其适用于油井注水层的流量和粘滞系数较大的原油流量的测定。文档编号G01F1/34GK2286867SQ9623642公开日1998年7月29日 申请日期1996年11月15日 优先权日1996年11月15日专利技术者陈尧生 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量测定传感器，它是由壳体（１）、光电转换器（７）、电路板（８）组成，其特征在于，在筒状壳体（１）前段的周壁上开有流体进口，壳体前端头为敞口，在壳体内流体进口后部设置有密封的波纹弹片（３），其把筒状壳体内分成二个腔体，前端为流体经过腔，后端为密闭腔，在波纹弹片（３）中央固定装置有前端头为园台体的金属棒（２），其尾端置入封闭腔内，金属棒（２）后端头固定装有半球形体的反射镜（４），反射镜（４）的球面上刻有若干同心的园环槽，在反射镜（４）聚焦点上固定设有自聚焦透镜（６），自聚焦透镜（６）两侧的壳体内壁上对称设有一对发光管（５），自聚焦透镜（６）后接有固定装置的光电转换器（７）和电路板（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尧生，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]