雙圈同軸式光纖真人AG网址的智能化設計

摘要:爲了克服現有電磁式真人AG网址的量程小,易受電磁幹擾的缺點,設計了一種雙圈同軸式光纖的渦輪流量智能檢測系統;該測試系統由三大模塊組成,雙圈同軸式的光纖傳感器作爲信號拾取工具,硬件電路對信號進行預處理,TMS320F2812DSP對信號進一步軟件處理;經過實驗驗證,該測試系統在5~300Hz的測量範圍內,測量誤差小于0.5%;因此,該測試系統具有較高的測量精度和可靠性,這爲光纖真人AG网址的樣機制作提供了重要依據。 

0、引言:電磁式真人AG网址在流體計量中應用十分廣泛,但由于它量程小,對于流量範圍變化大的場合,就需要幾個不同口徑的流量計進行切換配合測量。近年來,光纖傳感器以其靈敏度高,體積小,抗電磁幹擾等優點被廣泛應用于各種測量技術中。使用光纖檢測渦輪轉速的方法不存在電磁式真人AG网址的電磁阻力矩對渦輪的影響,從而可以擴展流量測量範圍。這方面有一些研究但均未深人探析並將其應用于工程實際中。較有代表性的文獻[1一2],文中均采用Y型光纖探頭結構檢測信號,但這種結構易受其他光波和光強等因素的影響;另外文獻[2」中的光纖流量測試系統,選用單片機作爲信號處理器,其運算速度和精度都難以達到對流量快速准確檢測的要求。  因此,本文就光纖渦輪流量檢測系統進行了詳細的設計,針對各個模塊分析了其技術參數。光纖傳感器探頭結構采用雙圈同軸的型式,流量測量信號處理系統以DSP爲核心,對硬件和軟件各模塊逐一分析設計,並通過實驗驗證了該系統的可靠性,爲光纖真人AG网址的樣機制作提供了一種重要依據。

1、光纖渦輪流量傳感器的結構:
 光纖渦輪流量傳感器的簡要結構如圖1所示。雙圈同軸光纖探頭使用多模玻璃光纖,由一組發射光纖和兩組接收光纖組成,檢測端固定在一個鋁合金護套內可替代電磁式傳感器安裝在真人AG网址上。其工作原理爲:發射光纖將光人射到葉片端面上,液體在帶動渦輪葉片旋轉過程中,激光照射在渦輪表面的不同位置,而不同位置所對應與探頭之間的距離不同。顯然,對于圖1的安裝結構,葉片頂端與探頭的距離***小,則激光反射到雙圈同軸光纖探頭的接收光纖的光強也較其他位置強。那麽,在葉片轉動過程中,葉片頂端會對光纖發射的激光産生周期性的反射,接收光纖接收到反射的光強信號,經光電轉換電路後放大濾波産生電脈沖信號。其頻率與渦輪的轉速成正比,研究表明,渦輪的旋轉角速度與液體流速成正比例關系,可以通過測量渦輪的轉速來反映經過管道的體積流量大小。信號經過進一步處理,結合液體的密度就可以得到被測液體的質量流量。

2、雙圈同軸式光纖傳感器:

本文所采用的雙圈同軸式光纖傳感器是強度調制型反射式光纖。反射式光強調制傳感器是由光源、人射光纖、接收光纖上.4以及探測器組成具體結構是在同軸式光纖(中心爲人射光纖,接收光纖同軸排列的基礎上同軸增加一圈用于補償的接收光纖。雙圈同軸式光纖傳感器的整體結構如圖2所示。19根光纖,中間1根光纖爲人射光纖,內圈爲6根光纖作爲'組接收光纖,外圈有12根光纖作爲組接收光纖。由于使用多模光纖其接收到的***大光強要比采用單模光纖高一數量級左右[4],爲了提高測量的信噪比,本系統采用多模光纖的光纖傳感器。采用這種光纖束結構的益處是它利用比值法消圖4同軸式光除了光源功率波動等敏感因素對測量的影響[5],從而能夠實現3基于DSp的智能光纖流量計信號處理系統傳感器的高精度測量。
图 2光 纤 探 头 光 纤束 排 列 方式

图 2光 纤 探 头 光 纤束 排 列 方式 
雙圈同軸式光纖真人AG网址的智能化設計
圖4雙圈同軸光纖傳感器的輸出特性曲

圖4雙圈同軸光纖傳感器的輸出特性曲

雙圈同軸式光纖真人AG网址的智能化設計

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雙圈同軸式光纖真人AG网址的智能化設計

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