一种音叉解调气体流速检测系统及方法技术方案

本申请实施例提供的音叉解调气体流速检测系统及方法，系统包括泵浦光源、信号发生器、光调制器、热线式光纤、石英音叉、前置放大器、锁相放大器、计算机和风洞，信号发生器与光调制器连接，光调制器的输入端与泵浦光源连接，输出端与热线式光纤连接，热线式光纤设于石英音叉周围，前置放大器的输入端与石英音叉的信号输出端连接，输出端与锁相放大器的输入端连接，锁相放大器的输出端与计算机连接，风洞设于热线式光纤上方。热线式光纤的光热转换，引起周围温度周期性改变造成的压强周期性变化，使石英音叉振动并产生电流信号，由电流信号的差值反演出气体流速。石英音叉只响应与自身共振频率相同的压强变化，电流信号不受外界温度的影响。的影响。的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种音叉解调气体流速检测系统及方法


[0001]本申请涉及气体流速检测
，尤其涉及一种音叉解调气体流速检测系统及方法。

技术介绍

[0002]在航空航天、化工、过程控制、医疗设备、汽车工业领域中，气体流速的检测被广泛应用。气体的流速，是用单位时间内通过柱子或检测器的气体体积大小来表示的，常用单位是毫升/分。
[0003]现有技术中气体流速检测装置，采用泵浦光照射热线式光纤，基于光热转换原理，热线式光纤将光能转换为热能，热线式光纤的温度变化会使光纤光栅中心波长漂移，由于气体流动会带走热量，导致温度降低，光纤光栅中心波长产生漂移。当气体流速不同时，气体带走的热量不同，光纤光栅中心波长的偏移量不同。通过解调热交换下光纤光栅中心波长漂移量，进而反演出气体流速。
[0004]然而，上述现有技术的气体流速检测装置中的光纤光栅易受到外界温度的影响，外界温度不同时，光纤光栅中心波长的偏移量不同，会导致推算得到的传感探头温度变化产生偏差，进而导致反演出的气体流速的准确率较低；由于解调仪无法分辨小于自身波长分辨率的光纤光栅中心波长漂移量，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种音叉解调气体流速检测系统，其特征在于，包括：泵浦光源(1)、信号发生器(2)、光调制器(3)、热线式光纤(4)、石英音叉(5)、前置放大器(6)、锁相放大器(7)、计算机(8)和风洞(9)，其中，所述信号发生器(2)与所述光调制器(3)相连接；所述光调制器(3)的输入端通过光纤与所述泵浦光源(1)相连接，所述光调制器(3)的输出端与所述热线式光纤(4)相连接，所述热线式光纤(4)与所述石英音叉(5)相固定；所述前置放大器(6)的输入端与所述石英音叉(5)的信号输出端相连接，所述前置放大器(6)的输出端与所述锁相放大器(7)的输入端相连接，所述锁相放大器(7)的输出端与所述计算机(8)相连接；所述风洞(9)设置于所述热线式光纤(4)的正上方。2.根据权利要求1所述的音叉解调气体流速检测系统，其特征在于，所述热线式光纤(4)固定设置于所述石英音叉(5)两臂之间或所述石英音叉(5)臂正面或所述石英音叉(5)臂侧面。3.根据权利要求1所述的音叉解调气体流速检测系统，其特征在于，所述热线式光纤(4)为不含涂覆层的高损耗掺钴光纤。4.一种音叉解调气体流速检测方法，其特征在于，包括：开启音叉解调气体流速检测系统中泵浦光源、信号发生器、前置放大器、锁相放大器和计算机；所述信号发生器生成驱动信号，并发送至光调制器，所述驱动信号为与石英音叉共振频率相同的高频信号，所述驱动信号驱动所述光调制器，对所述泵浦光源发出的光的强度进行调制；热线式光纤接收调制后的光，并将光能转换为热能，引起周围环境温度周期性改变，导致压强产生周期性变化，压强周期性变化使石英音叉振动并产生第一电流信号；开启风洞，所述风洞产生气流，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秦端，魏玉宾，杜晓萌，宫卫华，张婷婷，王兆伟，李艳芳，王纪强，张伟，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：