流量檢測儀器 (第二版)

流量檢測儀器-目錄4結(jié)論01流量檢測儀器擬合系數(shù)R2=0.99932，擬合度極高流量檢測儀器Fig.5FlowexperimentdeviceFig.6Theflowresponsecurveofsensor流量檢測儀器表1傳感器流量傳感測試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table1Flowsensortestexperimentaldata實(shí)驗(yàn)裝置溫度計(jì)示數(shù)為26℃,由于實(shí)驗(yàn)過程所用時(shí)間較短，外界溫度的干擾可以忽略，可以認(rèn)為流體溫度沒有變化由圖6可以看出，隨著液體流量的增大，帶走的熱量一直在增加，F(xiàn)BG中心波長的變化量也隨之不斷增大，說明傳感器的溫度一直降低當(dāng)流量從0增加至500.664L/h時(shí)，F(xiàn)BG中心波長漂移了61pm，以四次溫度實(shí)驗(yàn)的溫度靈敏度平均值11.73pm/℃計(jì)算，傳感器的溫度下降了5.2℃左右流量檢測儀器當(dāng)流量從0增加到40.575L/h時(shí)，在0流量附近，流量很小，帶走的熱量也很少，F(xiàn)BG中心波長并不會(huì)發(fā)生變化，存在死區(qū)問題，因此傳感器流量測量的量程下限可以設(shè)置為40.575L/h當(dāng)流量大于550.664L/h，再增加齒輪泵的功率，中心波長變化量為0，說明達(dá)到了傳感器流量測量的最大量程，符合牛頓冷卻定律［22］。傳感器的FBG中心波長的溫度響應(yīng)范圍比流量響應(yīng)范圍大，所以該FBG熱式流量傳感器的流量測量范圍為40.575~550.664L/h增加微型陶瓷加熱片的額定加熱功率可以使傳感器的初始溫度更高，在測量液體流量時(shí)可以帶走更多的熱量，從而增大傳感器的量程，但需要注意的是，如果傳感器的初始溫度過高，會(huì)導(dǎo)致所測液體汽化，大大影響強(qiáng)制對流換熱原理模型，造成誤差流量檢測儀器以該傳感器為例，測量對象為水時(shí)，其沸點(diǎn)為100℃,所以選擇微型陶瓷加熱片時(shí)，可以選擇加熱功率更大的加熱片，但是要保證傳感器在流量傳感測試實(shí)驗(yàn)中的中心波長始終小于溫度傳感測試實(shí)驗(yàn)100℃時(shí)的中心波長因此可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適加熱功率的微型陶瓷加熱片，以達(dá)到最優(yōu)的量程范圍和測量效果另外在測量沸點(diǎn)更高的液體時(shí)還需要注意所使用的粘結(jié)膠和導(dǎo)熱膠的溫度使用范圍4結(jié)論4結(jié)論1本文提出了一種新型FBG熱式流量傳感器，可用于液體流量測量2傳感器使用微型陶瓷加熱片以恒定功率提供熱量，提高傳感器的初始溫度，不同流量的液體經(jīng)過傳感器時(shí)帶走的熱量不同，通過檢測FBG中心波長的變化量就可以測得傳感器的溫度變化，進(jìn)而得到液體流量的大小3通過溫度傳感測試實(shí)驗(yàn)和流量傳感測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的傳感器可用于液體流量測量，測量范圍為40.575~550.664L/h4另外，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適加熱功率的微型陶瓷加熱片，以達(dá)到最適合實(shí)際的量程范圍5該FBG熱式流量傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、體積小、壓力損失小、適用于腐蝕性液體等優(yōu)點(diǎn)，利用光纖傳感復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分布式管道流量測量，具有很大的應(yīng)用潛力4結(jié)論1參考文獻(xiàn)2［1］JIANGYouhua，F(xiàn)UHaiwei，ZHANGJinle，etal.Simultaneousmeasurementoftransversepressureandtemperaturebasedonmulti-corefibercascaded3withfiberbragggrating［J］.ActaPhotonicaSinica，2017，46(1)：106002.蔣友華，傅海威，張靜樂，等.基于多芯光纖級(jí)聯(lián)布喇格光纖光柵的橫向壓力與溫度同時(shí)測量［J］.光子學(xué)報(bào)，2017，46(1)：1060024［2］NOVIKOVAVA，VARZHELSV，TOKAREVAID，etal.Liquidflowmotionratemeasuringmethod，basedonthefiberbragggratings［J］.OpticalandQuantumElectronics，2020，52(20)：909-9134結(jié)論［3］JIAOShengxi，ZHAOYong，GUJiangjin.Simultaneousmeasurementofhumidityandtemperatureusingapolyvinylalcoholtaperedfiberbragggrating［J］.InstrumentationScience&Technology，2017，46(5)：463-474［4］SUNYijie，CAOSuqian，XUHongzhong，etal.Applicationofdistributedfiberopticsensingtechniquetomonitorstabilityofageogrid-reinforcedmodelslope［J］.InternationalJournalofGeosyntheticsandGroundEngineering，2020，6(4)：35-444結(jié)論［5］EL-GAMMALHM，EL-BADAWYESA，RIZKMRM，etal.AnewhybridFBGwithaπ-shiftfortemperaturesensinginoverheadhighvoltagetransmissionlines［J］.OpticalandQuantumElectronics，2020，52(1)：1-244結(jié)論［6］DANTEA，DAVIDJ，CREMONEZIAO，etal.Fiber-opticcurrentsensorbasedonFBGandterfenol-Dwithmagneticfluxconcentrationforenhancedsensitivityandlinearity［J］.IEEESensorsJournal，2020，20(7)：3572-3578［7］MOHAMMEDA，DJUROVICS.AstudyofdistributedembeddedthermalmonitoringinelectriccoilsbasedonFBGsensormultiplexing［J］.Microprocessors&Microsystems，2018，62(10)：102-109［8］LAMBERTIA，CHIESURAG，LUYCKXG，etal.DynamicstrainmeasurementsonautomotiveandaeronauticcompositecomponentsbymeansofembeddedfiberBragggratingsensors［J］.Sensors，2015，15(10)：27174-2712004結(jié)論［9］WANGJin，TAOKuiyuan，ZHUWanshan，etal.AFBG-OCTcathetertoreconstructvascularshapeinintravascularopticalcoherencetomography［J］.IEEEPhotonicsTechnologyLetters，2019，31(9)：701-704［10］DZIUDAL.Monitoringrespirationandcardiacactivityusingfiberbragggrating-basedsensor［J］.IEEEtransactionsonbio-medicalengineering，2012，59(7)：1934-1942［11］SHIChaoyang，LIMing，LVChanglu，etal.Ahigh-sensitivityfiberbragggrating-baseddistalforcesensorforlaparoscopicsurgery［J］.IEEESensorsJournal，2020，20(5)：2467-24754結(jié)論［12］RENGaofeng，LITaoyuan，HUZhongchun，etal.ResearchonnewFBGsoilpressuresensoranditsapplicationinengineering［J］.Optik，2019，185：759-771［13］PENGHaiyou，CHENBolin，DONGPing，etal.ApplicationofFBGsensingtechnologytointernaldeformationmonitoringoflandslide［J］.AdvancesinCivilEngineering，2020，2020(1)：1-10［14］ZHAOYan，HUDianyin，ZHANGMeng，etal.ThelocationmonitoringoffatiguecrackdamagebyusingthespectralareaextractedfromFBGspectra［J］.Sensors，2020，20(8)：1-164結(jié)論1［15］LIUMingyao，ZHOUZude，TANYuegang，etal.Fiberbragggratingsensors-basedmechanicalstructuredamage2identification［J］.Mechanika，2012，18(1)：108-1123［16］ZHAOXuefang，WANGXinhuai，DONGXinyong.FBGhot-wireanemometerbasedonincorporatingwithwaist-4enlargedfiberbitaper［J］.TransducerandMicrosystemTechnologies，2015，34(10)：57-59+625趙學(xué)芳，王新淮，董新永.基于腰椎放大熔接的FBG熱線式風(fēng)力計(jì)［J］.傳感器與微系統(tǒng)，2015，34(10)：57-59+624結(jié)論012017，17(2)：1-905Industry，2015，42(4)：378-380+4460203［18］KERSEYAD，DAVISMA.Fibergratingsensors［J］.JournalofLightwaveTechnology，1997，15(8)：1442-146304［19］LIUJun，LIUWeishuai.Thermalmassflowmeterbasedonconstantcurrentlaw［J］.ControlandInstruments