插入式垂直軸渦輪光纖流量傳感檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、流量檢測在工業(yè)生產(chǎn)、科學實驗以及經(jīng)濟核算中占有重要地位，是能源計量的重要組成部分。目前，大管徑管道流量檢測非常廣泛，然而大多數(shù)流量計的安裝需要截斷管道，很多時候?qū)I(yè)生產(chǎn)造成不便。傳統(tǒng)的插入式光纖流量計不僅可以實現(xiàn)不斷管拆裝，方便大管徑管道的流量檢測，還具有適用性強、抗干擾能力強等優(yōu)點。但是，傳統(tǒng)的設(shè)計將光纖探頭置于管道內(nèi)部，光纖檢測對被測流體的清潔度要求較高，存在被測流體性質(zhì)影響流量檢測精度的問題。
　　本文設(shè)計了一種插入式垂直

2、軸渦輪光纖流量傳感檢測系統(tǒng)，改進了渦輪機構(gòu)和反射式強度調(diào)制型光纖傳感器（RIM-FOS），將光信號檢測單元設(shè)計在管道上方，避免了光信號與流體的直接接觸，解決了傳統(tǒng)的插入式光纖流量計檢測精度受流體清潔程度影響的問題。首先，本文通過UG軟件建立管道及渦輪機構(gòu)的三維模型，并設(shè)計了兩種垂直軸渦輪。將兩種模型導(dǎo)入 ANSYS進行流體仿真，對比兩種渦輪的仿真結(jié)果，根據(jù)仿真結(jié)果確定了一種更優(yōu)化的渦輪機構(gòu)，同時得到渦輪仿真系數(shù)k。通過CAXA軟件繪制渦

3、輪機構(gòu)的工程圖紙并進行實體加工。其次，通過MATLAB對RIM-FOS的光強調(diào)制函數(shù)仿真，得到光纖的實際參數(shù)參考值。采用光纖放大器作為 RIM-FOS的光源裝置及探測器，同軸光纖作為光纖探頭。光信號由光纖放大器的光源裝置發(fā)出經(jīng)輪軸端面反射后由光纖放大器中的探測器接收，接收的光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后由ARM的A/D轉(zhuǎn)換模塊采集電壓信號。再次，電壓信號經(jīng)處理后由 RS232串口發(fā)往上位機 PC，由上位機監(jiān)控平臺顯示電壓與轉(zhuǎn)速、流速與流量等曲線或參