光纤传感器涡轮流量计应用

涡轮流量计在工业上的应用已有五十多年的历史，它通过内磁式传感器检测涡轮的转速而实现流量测量，是一种用途广泛的流量测量仪表。

涡轮式流量传感器利用放在流体中的叶轮的转速进行流量测试，如图3—27所示。叶轮的叶片可以用导磁材料制作，由磁电转换器内的磁铁、铁心、线圈与叶轮叶片2形成磁路，当叶片旋转时，磁阻将发生周期性地变化，从而使线圈中感应出电压脉冲信号。该信号经放大、整形后输出，作为供检测转速用的脉冲信号。

实现流量测量，是一种用途广泛的流量测量仪表。

涡轮式流量传感器利用放在流体中的叶轮的转速进行流量测试，如图3—27所示。叶轮的叶片可以用导磁材料制作，由磁电转换器内的磁铁、铁心、线圈与叶轮叶片2形成磁路，当叶片旋转时，磁阻将发生周期性地变化，从而使线圈中感应出电压脉冲信号。该信号经放大、整形后输出，作为供检测转速用的脉冲信号。

光纤传感器涡轮流量计，就是把涡轮叶片进行改造，使其叶片端面适宜反射光线，利用反射型光纤传感器及光电转换电路检测涡轮叶片的旋转，从而测量出流量。其原理如图3—28所示。

反射型光纤传感器一般用多模玻璃光纤，单根纤芯直径200μm，孔径为0.3mm，由两根光纤组成，包括光发射纤和光接收纤，检测端固化在一铝合金护套内，可替代内磁式传感器安装在涡轮流量计上。了提高反射型光纤传感器的信噪比，保证接收反射信号的分辨率，光电转换器中的光源发射电设计为10～12kHz的调制光输出，通过光发射纤经涡轮叶片反射，再从光接收纤接收调制光的射信号，经滤波后转换为流量脉冲信号，信号响应时间小于0.2ms，检测范围为1mm。

传统的内磁式传感器受其结构限制只能检测叶片的转速，由于反射型光纤传感器体积细小，因而将两个反射型光纤传感器并列装配在涡轮流量计上，这样两个传感器可检测同一涡轮

叶片不同位置的反射信号，而两个传感器信号互不干扰，如图3—29所示。传感器输出的f1和2信号经相位鉴别电路后，可输出流量计的正向流动计量信号和反向流动计量信号。

s 与传统的内磁式涡轮流量计相比，光纤传感器涡轮流量计 具备了正、反流量测量的性能。在检测原理上，光纤传感器克及了内磁式传感器磁性引力带来的影响，有效地扩大了涡轮流

图3—29双向反射型光纤传感计的量程比。由于光纤传感器不存在内磁式传感器在低流速流量测量原理图 与涡轮叶片产生磁阻而引起的误差，也克服了内磁式传感器在高流量区信号产生饱和的问题，其调制光参数还可以随总体设计的要求而变化，为计创造了有利条件。

另外，光纤传感器具有防爆、无电气信号直接与流量计接触的特适用于煤气、轻质油料等透明介质的流量测量。