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双涡轮流量计

双涡轮流量计 1㎡引言 mol涡轮流量计在工÷业上已有五十多年的历史,它是通过㎝内磁式?传?感?器?检测涡轮的…

双涡轮流量计

1㎡引言 mol

涡轮流量计在工÷业上已有五十多年的历史,它是通过㎝内磁式?传?感?器?检测涡轮的转速而※实现流量测?量,是一种用途广泛的流量∴测?量仪表[?3]。?随﹢着光纤传感器技?术的=发展?,本文将≤反射﹣型光纤传?感器¤与传统的涡轮流量测量原?理相结合,试制了具有双光纤传感器涡o轮?流量计?,%与传统的内磁式涡轮流量♀?计?相?∫比,设计上使流量计具?备了№正反流量测量的性?能;在检?测原?理上,光纤传感器克服?了内磁式传感?器磁性引力带来的影∷响;实验结果表明有效地扩大?了涡轮流?量计的?量程比。 ∷

2双光纤‖传感器涡轮流量计结构?

??设计一对双涡轮流量计反射型光纤传感器及光?电转‰换电路?检测涡轮叶片的旋转,并对涡?轮叶>片进行改进使其㈱叶∠m片?端面适宜反∶射光线(图1)。 ≮


图1∟光纤涡轮?流量计示意图

反射≥型光纤传感℅器应用多模〒玻璃光纤,⊿单根芯纤直?径20?0μm,数值孔径为±℉0?.3,由$两根光纤组成?,包括光¬发射纤?≠1♂和光接受纤?,检测端㎞固*化<在一铝合?金护套内可≒替代内磁式传?感器安装在涡轮流量计¥上[1][5]?。*为⊕㏄了提高反射型光纤′传感器?的信噪比∞,保证接受反射信号的分辨率,?光电≦转换器中的∪光源?发射电路设计为102~12kH?z的?调制光输出,通过发射纤经涡轮叶?片反射∩从接受纤接受?£调制光的反射信?号,经滤波后转换为流?量脉冲?信号,信号响应时间小℃于0.2ms,检测距×离1mm。

?3??双?光纤传感器涡轮流量计?双向流量测量″原理

传统的内磁式传感器受﹣其结构限制对涡轮流量计只能?检测叶㏕片的转?速,由于反射型光纤传感器体积细小,因而将两??个?反射型光纤传感器并列装配在?涡£轮流量计上,这≌样?m两个传感器可检测同一涡?∽轮3叶片不同位置的反射信号,而两个传感器信号互-不干?扰?(图2、3)。


图2双向流量测?量原理图∣图3光纤传感?器输出信号示?意图

光纤传感器输出㎜的?流+量信号为∏?:

f10?=f10 ×
f2?0=f10+Φ﹥
Q=(f10或∧f20)?/K

式中?f10——1 ?号光纤传感器输出信号?
Φ—?—?f20与f10的相位差
﹢f≯20——2∨号光纤传感器输出?信号?㎎
K——流量系数

¢传㏑感器输出的f310信?号和f2?0信∵号经信号相?位鉴别电路[1]后可输出§流?量计≡正°向流⊥㏒动计??量信号f1和μ反?≈向流动计量信号f2,?同时也可输?出流量?脉冲信∝号f℡和%?流向状态信号?D。?

对于正向流动:D=1,0≧<Φ<=9⊙0°,对于∑反?向流动:·D=0,Φ?>9?0°?。 ?
?
4反射型光纤传感器及流量计的测试

4.1反/∈射型光纤传感器@响?应

应用㎏直流电机及标准∥转速计对反射型光◎纤传感器和内磁式?传感∮?器测试√结果表明?:反射型?光纤传感﹤器信号特性:1Hz~6kHz;内磁式传感器信号特性:30?Hz~1.2kHz,在低转速区有明¥显的漏脉ml冲(图4)。
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