一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，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，彈簧的一端固定于活塞上，另一端固定于端蓋上，活塞的兩端還分別設(shè)置有反光片，兩端的端蓋上均開設(shè)有檢測(cè)通孔，檢測(cè)通孔內(nèi)均設(shè)置有指向反光片的光纖檢測(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)有流量傳感器探頭多采用傳統(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。本實(shí)用新型專利技術(shù)屬于流量檢測(cè)領(lǐng)域。

Sensor probe for detecting fluid flow by optical fiber

The utility model provides an optical fiber sensor for detecting fluid flow, including the detection box is arranged in the piston cylinder and the piston cylinder side, both ends of the piston cylinder are respectively composed of an end cover is closed, the piston in the cylinder is provided with a sliding piston, and both ends of the piston end cover are respectively arranged between the spring and the spring is fixed on the piston. The other end is fixed on the end cover, the two ends of the piston are respectively arranged at both ends of the reflector, the end cover is provided with a through hole detection, detection of through hole is provided with optical fiber detection of end points to the reflecting sheet, and both sides of the piston chamber detection box respectively through a fluid passage is communicated with the fluid passage and gas source are respectively arranged on opposite sides of the internal circulation fluid path detection box. In order to solve the problem that the existing flow sensor probe adopts the traditional dynamic measurement method, the measurement accuracy is not high, the energy consumption is large, and so on. The utility model belongs to the field of flow measurement.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種流量傳感器探頭，屬于流量傳感監(jiān)測(cè)

技術(shù)介紹
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。本技術(shù)是眾多類別的傳感器之一——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、卡門渦旋式、熱線式等。但是，諸如葉片式、渦街式、卡門渦旋式、熱線式等傳感器，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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于：提供一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，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。本技術(shù)的方案如下：一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，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，彈簧的一端固定于活塞上，另一端固定于端蓋上，活塞的兩端還分別設(shè)置有反光片，兩端的端蓋上均開設(shè)有檢測(cè)通孔，檢測(cè)通孔內(nèi)均設(shè)置有指向反光片的光纖檢測(cè)端，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)，通過(guò)出射光纖所接收信號(hào)的強(qiáng)弱即可判斷反光片與光纖檢測(cè)端之間的距離，從而推算活塞的滑動(dòng)距離，即可進(jìn)一步推算出進(jìn)入活塞兩側(cè)的流體的壓差；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)兩側(cè)，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。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；為保證光纖探頭的傳感效果，保證兩端光纖檢測(cè)端與反光片之間的距離平衡，兩個(gè)檢測(cè)通孔均開設(shè)在所在端蓋的正中心位置，兩個(gè)檢測(cè)通孔和活塞均同軸設(shè)置，反光片與光纖檢測(cè)端垂直設(shè)置，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，檢測(cè)通孔內(nèi)位于光纖檢測(cè)端的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有密封透光片，即密封透光片與檢測(cè)通孔的內(nèi)壁之間密封設(shè)置，防止流體污染光纖檢測(cè)端；作為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述光纖檢測(cè)端的一端通過(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；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；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；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)。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M為被測(cè)流體動(dòng)量，Ms為氣流動(dòng)量，分別與與V2成正比；M＝kV2；k為常數(shù)；即：則：其中，k1為已知量，從而在已知ΔP后即可求得V的值，在試驗(yàn)中，我們?nèi)s等于5m/s，取k1＝2，V變化由1m/s到2m/s,其曲線如圖3所述。氣源的吹氣方向與檢測(cè)箱內(nèi)流體流通方向相垂直。本技術(shù)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，該傳感器探頭具有較小的結(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，該傳感器探頭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)新型流量傳感器探頭的設(shè)計(jì)與推廣起到了極大的推動(dòng)作用。同時(shí)，該差壓傳感器探頭采用活塞式結(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，使得傳感器探頭的可靠性、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；傳感器探頭的強(qiáng)度補(bǔ)償原理更為簡(jiǎn)單，實(shí)用性更強(qiáng)。附圖說(shuō)明圖1是該傳感器探頭結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是檢測(cè)原理圖；圖3是流體動(dòng)量與活塞兩邊壓強(qiáng)差的關(guān)系。具體實(shí)施方式為使本技術(shù)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)本技術(shù)作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，實(shí)施例：參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)施例提供一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，包括
活塞缸1和設(shè)置于活塞缸1一側(cè)的檢測(cè)箱2，活塞缸1的兩端分別由端蓋3封閉，活塞缸1內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞4，活塞4與活塞缸1的內(nèi)壁之間設(shè)置有活塞密封圈41，活塞4與兩端的端蓋3之間均設(shè)置彈簧5，彈簧5的一端固定于活塞4上，另一端固定于端蓋3上，活塞4的兩端還分別設(shè)置有反光片6，兩端的端蓋3上均開設(shè)有檢測(cè)通孔7，檢測(cè)通孔7內(nèi)均設(shè)置有指向反光片6的光纖檢測(cè)端9，光纖檢測(cè)端9的光纖束由入射光纖91和出射光纖92集合鎧裝而成，入射光纖91另一端與光源對(duì)接，用以耦合入射光，出射光纖92的出射端與光敏元件連接，輸出光強(qiáng)度信號(hào)，通過(guò)出射光纖92所接收信號(hào)的強(qiáng)弱即可判斷反光片6與光纖檢測(cè)端9之間的距離，從而推算活塞4的滑動(dòng)距離，即可進(jìn)一步推算出進(jìn)入活塞4兩側(cè)的流體的壓差；檢測(cè)箱2上具有流體入口21和流體出口22以使流體流經(jīng)檢測(cè)箱2的內(nèi)部，檢測(cè)箱2與活塞缸1中活塞4兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路10相連通，流體通路10上均設(shè)置有濾網(wǎng)12，氣源11的供氣方向指向兩個(gè)流體通路10的中間位置，且流體通路10和氣源11分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱2內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩側(cè)，氣源11的吹氣方向與檢測(cè)箱2內(nèi)流體流通方向相垂直，如此設(shè)置，當(dāng)檢測(cè)箱2內(nèi)的流體不流通時(shí)，流入活塞4兩側(cè)腔室的流體壓力應(yīng)當(dāng)相同，則活塞4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4兩側(cè)腔室的流體壓力是不同的，則活塞4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。活塞4兩側(cè)的彈簧5對(duì)稱設(shè)置，且活塞4兩側(cè)的彈簧5的結(jié)構(gòu)及規(guī)格均完全相同，活塞4位于兩端端蓋3的正中央位置時(shí)，活塞4兩側(cè)的彈簧5均處于自然狀態(tài)，即彈簧無(wú)拉伸與壓縮形變，兩個(gè)檢測(cè)通孔7均開設(shè)在所在端蓋3的正中心位置，兩個(gè)檢測(cè)通孔7和活塞4均同軸設(shè)置，反光片6與光纖檢測(cè)端9垂直設(shè)置，活塞4與活塞缸1的內(nèi)壁之間為滑動(dòng)密封式結(jié)構(gòu)，檢測(cè)通孔7內(nèi)位于光纖檢測(cè)端9的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有密封透光片8。活塞缸1內(nèi)具有兩個(gè)由滑動(dòng)設(shè)置于活塞缸1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，其特征在于：包括活塞缸(1)和設(shè)置于活塞缸(1)一側(cè)的檢測(cè)箱(2)，活塞缸(1)的兩端分別由端蓋(3)封閉，活塞缸(1)內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞(4)，活塞(4)與兩端的端蓋(3)之間均設(shè)置彈簧(5)，彈簧(5)的一端固定于活塞(4)上，另一端固定于端蓋(3)上，活塞(4)的兩端還分別設(shè)置有反光片(6)，兩端的端蓋(3)上均開設(shè)有檢測(cè)通孔(7)，檢測(cè)通孔(7)內(nèi)均設(shè)置有指向反光片(6)的光纖檢測(cè)端(9)，光纖檢測(cè)端(9)的光纖束由入射光纖(91)和出射光纖(92)集合鎧裝而成；檢測(cè)箱(2)上具有流體入口(21)和流體出口(22)以使流體流經(jīng)檢測(cè)箱(2)的內(nèi)部，檢測(cè)箱(2)與活塞缸(1)中活塞(4)兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路(10)相連通，還包括氣源(11)，氣源(11)的供氣方向指向兩個(gè)流體通路(10)的中間位置，且流體通路(10)和氣源(11)分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱(2)內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩側(cè)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，其特征在于：包括活塞缸(1)和設(shè)置于活塞缸(1)一側(cè)的檢測(cè)箱(2)，活塞缸(1)的兩端分別由端蓋(3)封閉，活塞缸(1)內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞(4)，活塞(4)與兩端的端蓋(3)之間均設(shè)置彈簧(5)，彈簧(5)的一端固定于活塞(4)上，另一端固定于端蓋(3)上，活塞(4)的兩端還分別設(shè)置有反光片(6)，兩端的端蓋(3)上均開設(shè)有檢測(cè)通孔(7)，檢測(cè)通孔(7)內(nèi)均設(shè)置有指向反光片(6)的光纖檢測(cè)端(9)，光纖檢測(cè)端(9)的光纖束由入射光纖(91)和出射光纖(92)集合鎧裝而成；檢測(cè)箱(2)上具有流體入口(21)和流體出口(22)以使流體流經(jīng)檢測(cè)箱(2)的內(nèi)部，檢測(cè)箱(2)與活塞缸(1)中活塞(4)兩側(cè)的腔室分別通過(guò)一個(gè)流體通路(10)相連通，還包括氣源(11)，氣源(11)的供氣方向指向兩個(gè)流體通路(10)的中間位置，且流體通路(10)和氣源(11)分別設(shè)置于流體在檢測(cè)箱(2)內(nèi)部流通路徑的相對(duì)兩側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光纖檢測(cè)流體流量的傳感器探頭，其特征在于：活塞(4)兩側(cè)的彈簧(5)對(duì)稱設(shè)置，且活塞...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘麗瓊，胡浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：貴州大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：貴州;52