雙光纖傳感器渦輪流量計的研究應用
加入技術(shù)交流群
渦輪流量計在工業(yè)上已有五十多年的歷史，它是通過(guò)內磁式傳感器檢測渦輪的轉速而實(shí)現流量測量，是一種用途廣泛的流量測量?jì)x表［3］。隨著(zhù)光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展，本文將反射型光纖傳感器與傳統的渦輪流量測量原理相結合，試制了具有雙光纖傳感器的渦輪流量計，與傳統的內磁式渦輪流量計相比，設計上使流量計具備了正反流量測量的性能；在檢測原理上，光纖傳感器克服了內磁式傳感器磁性引力帶來(lái)的影響；實(shí)驗結果表明有效地擴大了渦輪流量計的量程比。
2雙光纖傳感器渦輪流量計結構
設計一對反射型光纖傳感器及光電轉換電路檢測渦輪葉片的旋轉，并對渦輪葉片進(jìn)行改進(jìn)使其葉片端面適宜反射光線(xiàn)(圖1)。
圖1光纖渦輪流量計示意圖
3雙光纖傳感器渦輪流量計雙向流量測量原理
傳統的內磁式傳感器受其結構限制對渦輪流量計只能檢測葉片的轉速，由于反射型光纖傳感器體積細小，因而將兩個(gè)反射型光纖傳感器并列裝配在渦輪流量計上，這樣兩個(gè)傳感器可檢測同一渦輪葉片不同位置的反射信號，而兩個(gè)傳感器信號互不干擾(圖2、3)。
圖2雙向流量測量原理圖圖3光纖傳感器輸出信號示意圖
f10＝f10
f20＝f10+Φ
Q＝(f10或f20)/K
式中f10——1號光纖傳感器輸出信號
Φ——f20與f10的相位差
f20——2號光纖傳感器輸出信號
K——流量系數
傳感器輸出的f10信號和f20信號經(jīng)信號相位鑒別電路［1］后可輸出流量計正向流動(dòng)計量信號f1和反向流動(dòng)計量信號f2，同時(shí)也可輸出流量脈沖信號f和流向狀態(tài)信號D。
對于正向流動(dòng)：D＝1，0＜Φ＜90°，對于反向流動(dòng)：D＝0，Φ＞90°。
4反射型光纖傳感器及流量計的測試
4.1反射型光纖傳感器響應
應用直流電機及標準轉速計對反射型光纖傳感器和內磁式傳感器測試結果表明：反射型光纖傳感器信號特性：1Hz～6kHz；內磁式傳感器信號特性：30Hz～1.2kHz，在低轉速區有明顯的漏脈沖(圖4)。
評論