引用本文:
贾振安,杨凯庆,白燕,等. 基于FBG的流量传感器研究进展[J]. 光通信技术,2021,45(1):1-4.
贾振安,杨凯庆*,白 燕,樊庆赓,赵显锋
(西安石油大学 理学院,西安 710065)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:流量测量在工业生产过程中极其重要,基于光纤布喇格光栅(FBG)的流量传感器具有一系列的优点而备受重视。结合研究成果,详细说明了常见的的靶式FBG流量计、压差式FBG流量计、涡轮式FBG流量计以及其它类型的FBG流量传感器的测量原理和实验情况,最后展望了基于FBG的流量传感器的发展方向。
关键词:流量测量;流量计;光纤传感;光纤布喇格光栅;研究进展
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)01-0001-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.01.001
0 引言
流量为过程控制中的三大参数之一,作为流量测量的传感器在工业生产过程中应用极其广泛。由于在石油和天然气的开发/开采、提纯处理、储存运输和销售过程中,需要的流量传感器数目巨大,对流量传感器的准确度和可靠性要求十分高,因此在石油和天然气工业中,其计量尤为被人们关注。此外,在蒸汽、氧气、氮气和水等的计量中,也要使用大量的流量传感器,其中很大一部分用于贸易结算,准确度必须满足国家的标准,这对流量传感器提出了很高的要求。
光纤传感技术是一种新兴的传感测量技术,可用于温度、压力、形变、振动和流量等参数的测量。光纤传感技术具有体积小、可埋入小型智能结构、灵敏度高、抗电磁干扰、测量范围宽、可靠性高、能实时监测并可分布式测量、适用于辐射较大的场合以及强腐蚀性或易燃易爆的危险环境等一系列的优点,因此受到广大科研人员的重视。目前,光纤传感技术已经广泛应用于电力系统、航空/航天、医学、地质勘探和机械工程等领域。而光纤布喇格光栅(FBG)除了光纤传感技术的一般优点外,还具有损耗小、制作封装简单、稳定可靠、易与系统及其它光纤器件连接使用等优点,是光纤传感技术中应用最广泛、最简单的一种光纤无源器件。本文详细介绍几种基于FBG的流量传感器的测量原理和典型应用。
2 结束语
本文结合研究人员最近几年在FBG流量传感技术上的研究成果,详细介绍了常见的基于FBG的流量传感器的传感结构和测量原理。未来,包括流量传感器在内的传感器都会朝微型化和多功能化方向发展。FBG体积小,易与其它光纤器件连接使用,可以对流体进行多参数测量和进行分布式实时测量,能满足流量测量领域未来发展的需求。因此,随着传感技术和制造业的不断进步,基于FBG的流量传感器在传感器市场中必会占据一席之地。