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驗數(shù)據(jù)Table1Flowsensortestexperimentaldata實驗裝置溫度計示數(shù)為26℃,由于實驗過程所用時間較短，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，F(xiàn)BG中心波長漂移了61pm，以四次溫度實驗的溫度靈敏度平均值11.73pm/℃計算，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，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，其沸點為100℃,所以選擇微型陶瓷加熱片時，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驗中的中心波長始終小于溫度傳感測試實驗100℃時的中心波長因此可以根據(jù)實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更高的液體時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驗和流量傳感測試實驗驗證所設(shè)計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，利用光纖傳感復(fù)用技術(shù)可以實現(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.基于多芯光纖級聯(lián)布喇格光纖光柵的橫向壓力與溫度同時測量［J］.光子學(xué)報，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［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