【摘 要】
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卡门涡街独有的流体振荡特性,使涡街流量计成为流量测量仪表家族中不可缺少的一员.而光纤涡街流量计集光纤传感器与涡街流量计的优点于一身,充分发挥光纤传感器质轻、耐用、
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卡门涡街独有的流体振荡特性,使涡街流量计成为流量测量仪表家族中不可缺少的一员.而光纤涡街流量计集光纤传感器与涡街流量计的优点于一身,充分发挥光纤传感器质轻、耐用、抗干扰等优点,具有广阔的开发和应用前景.该研究旨在研制一种新型的光纤涡街流量计,它能适用于采油井下的恶劣环境,并能达到一定的测量精度要求.文章首先对光纤涡街流量计的特点、国内外的研究现状等问题进行了阐述,详细叙述了光纤传光的基本理论,从晶体物理学、流体力学以及波动光学等角度分别分析了流体对光纤的作用以及光波导光强损耗的机理;文章估算了待测的频率范围以及光电转换后电信号交流成分幅值的大小,分析了光纤受力的安全性;作者不仅介绍了频率测量的基本原理,还对如何采用定时/计数器8254进行频率测量进行了详细的阐述.在研究工作中,设计了流量计的机械结构和信号处理电路,通过采用ACL-8454/6I/O定时计数电路板和VB程序界面,实现了对电路频率信号的微机实时测量.采用AFG320信号发生器输入标准微待测信号,测试了电路的频率测量精度及抗干扰特性.最后,分析了测量误差产生的原因,并提出了一些能有效减小误差的措施.目前,关于光纤涡街流量计的研究,大多处于实验室试验阶段,但是,光纤涡街流量计各方面的性能特点决定了其极其广阔的开发和应用前景.该课题中从涡动力学、波动光学等角度来分析光纤传感器中光强损耗的成因,并采用ACL-8454/6I/O板来进行待测频率的微机化实时测量,都具有一定的创新性,并能为以后研究开发实用化的新型光纤涡街流量计打下基础.
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