专利名称：光纤浓度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种浓度计，尤其涉及一种侧量两相液体浓度检侧的光纤浓度计。
现常用的微波阻抗法原油浓度侧试仪，它是可对原油浓度及原油与水的界面进行测量的仪器，但测量精度不高，其主要存在问题是；在微波阻抗法测量中，微波进入水油，其波的反射能量差别级大，水的反射能量远大于油的反射能量，所以由其差值就可得知原油的浓度，但是水的反射强度又受到水的介电常数随温度而变化的影响，由此可见温度的变化将直接涉及测量精度。此外，流速的变化也会影响反射强度，也直接影响测量精度。而原油在传感器探头表面的粘结污害也会使侧量精确度受到影响。
本实用新型的目的在于设计一种光纤浓度计，它不受温度、流速的影响，测量精度高，且抗电磁干扰强，维护方便。
本实用新型的目的是这样实现的一种光纤浓度计，包括计算机，由光源光纤组、测试光纤组成的光纤探头，与测试光纤组连接的光电接口电路，与光电接口电路连接的放大器，与放大器输出连接的电压频率电路，其特征在于所述的测试光纤组包括A光纤组和B光纤组，分别顺序连接光电接口电路、放大器和电压频率电路后接计算机的数据处理器；所述的光源光纤组与电光接口电路输出耦合，还包括一光信号反馈电路、一光电接口电路、一放大器和一电压频率电路，光电接口电路与电光接口电路耦合，放大器接光由接口电路输出，放大器输出一路接光信号反馈电路，输出另一路接电压频率电路，光信号反馈电路输出按电光接口电路，电压频率电路输出接计算机的数据处理器。
由A、B测试光纤的电压频率电路输出的频率信号FA、FB，由光源光纤(用C表示)的电压频率电路输出的频率信号FC均输至计算机的数据处理器，由固化于计算机中软件进行 或 计算，并由显示器显示。
上述光纤浓度计的优点是；测量正确性不受温度、流速影响，不受电磁干扰，所以测量精度高，抗干扰性强，结构简单，维护方便。
上述浓度计的工作原理是利用光纤对不同液体的后向散射强度的不同，使其经光/电接口后所得的电量不同，将此电量转化为频率量，然后通过计算机中软件计算即可得所需测试值。
下面我们以实施例及附图，对本实用新型的结构予以详细叙述。
；图1光纤浓度计方框原理图；图2光纤浓度计与其传感器组合的结构示意图；图3电/光(E/O)接口电路图；图4带有反馈控制的电/光(E/O)接口电路图；图5光/电(O/E)接口电路图；图6放大、电压/频率电路之一；图7放大、电压/频率电路之二；图8光纤传感器中探头部分的光纤排列示意图；图8A为同心圆光纤排列之一；图8B为同心圆的光纤排列之二；图8C为半圆对半圆的光纤排列；图8D为行与行相间排列的光纤；图8E为光纤无规则排列；实施例；在上述光纤浓度计中，如图1所示，10为光纤探头，光纤探头内至少有两个光纤组，一个为光源光纤组C，至少由一根光纤组成；另一个为测试光纤组，由光纤组A或由光纤组A，光纤组B组成。101为与测试光纤组A耦合的光电O/E接口电路，102为放大器AA，103为电压频率VA/FA电路。104为与测试光纤组B耦合的光电O/E接口电路，105为放大器AB，106为电压频率电路VB/FB。107为向光源光纤C送光信号的电光E/O接口电路，是一恒流源电路，108为光信号反馈电路AD，109为光电O/E接口电路，耦合得到光源信号，110为放大器AC，111为电压频率VC/FC电路，由103、106、111输出的频率信号经20送计算机处理。
1、其E/O接口电路如图3所示，其中图3为由三极管T1、稳压管W1、、发光管G1及电阻R1、R2所组成的恒流源；
2、其O/E接口电路如图5所示为一光电器件，它由光电管G11、放大器A1(RS308—067)及电阻R11、R12组成，其中G11的两端与放大器A1的输入端相接；3、其放大、电压/频率(V/F)电路可分别参见图6、7，其中图6放大器，AA、AB、AC选用AD620仪用放大器，放大器的输入端与O/E接口电路的输出端相接，放大器的输出端与V/F电路的输入端相接，V/F的输出端与计算机的数据处理器相接，V/F选用1311；图7中所示线路与图6基本相同，只是其放大电路选用TL027，而其相关元件因选用放大器件不同而相应有些改变而已，F为脉冲信号。
4、为了使测量精度更好，必须使光源具有很好的稳定性，为此，如图4所示，将光源部分E/O的接口电路中接入一反馈电路，以此去控制E/0电路控制极，B为接入的光反馈电信号。该反馈电路为一由三极管T2、稳压管W2及电阻R5、R6、R7所组成的放大器AD，其T2的控制极与放大器A0的输出端相接，放大器AD的输出端与恒流源的稳压管W1一端相联接，稳压管W1另一端与T1的控制极相接。
5、光纤探头，是本测试仪的一个重要组成部分，它根据所测物不同，可采用不同的光纤探头，下面列举几种不同光纤探头。
(1)测量水中含油浓度的光纤探头，其光纤组中的光纤按同心圆排列。
①图8A其所示为；光源光纤C为中心1根光纤，测试光纤组A、B为二圈同心圆光纤组，它们各由8根光纤所组成；②图8B其所示为；中心4根光纤组成光源光纤C，内圈由9根光纤组成测试光纤组A，外圈由10根光纤组成测试光纤组B；②测量油中含水浓度，光纤组为对称式排列，见图8C、8D。
①在图8C中，光源光纤组C与测试光纤组B各占半边圆，且每半边的12根光纤均由中心向外对称排成3列，且每列的光纤数均为5、4、3。
②在图8D中光源光纤C与测试光纤组A共为5行，且两者相间排列；(3)由全油到全水的测量。
由图8E所示，其光源光纤组C的光纤数与测量光纤组A的光纤数相等，但光纤为无规则的排列。
由上述实施例中的以频率信号表示的电压值，经计算机计算其浓度百分比 即可得。
6、图2所示为光纤浓度汁与传感器的组合结构，其中21为探头端面，22为光纤束探头，23为锁紧螺母，24为光纤束，25为光纤保获器，26、26’、26”均为光分路器(A、B、C)，27、27’为光探测器(A、B)，由此可见，本浓度计可解决温度、流速等造成误差影响，测量精度高，且结构简单，维护方便，仍是一种很好的浓度测量仪。而且它可根据被测物是水中含油、还是油中含水、还是全油到全水而方便地更换不同的光纤探头得到系列产品。此外，本发明人还设法在光纤探头上涂上一层特殊涂剂，可使探头免遭污害，而使本测试仪更为完美。
权利要求1.一种光纤浓度计包括有光纤探头，E/O接口电路、O/E接口电路、光耦合器、放大器、U/F电路、计算机，其特征在于光纤探头内至少有二个光纤组，一个为光源光纤组，它至少一根光纤所组成，另一个为由光纤组A或光纤组A、B所组成的测试光纤组，且光纤组的光纤按程序排列，光源光纤组通过耦合器与恒流源E/O接口电路相耦合，而E/O接口电路中的光信号又经O/E接口电路C及与及接口电路输出端相接的放大器AC、电压/频率电路VC/FC而将输出频率FC输至计算机的数据处理器，测试光纤组A、B由E/O接口电路A、B输出的电信号放大器VA、VB电压/频率电路VA/FA VB./FB、而将输出的频率信号FAFB输至计算机的数据处理器，由固化于计算机中软件进行 计算，并由显示器显示。
2.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述的电光接口电路是由三极管T1、稳压管W1、发光管G1及电阻R1、R2构成的恒流源电路；所述的光信号反馈电路由电阻R5、R6、R7、电位器R4、三极管T2、稳压管W2连接构成；G1正端、R1一端、R3一端并接电源正端，G1负端接T1集电极，R1另一端接T1基极和W1负端，T1发射极接R2一端，R2另一端和W1正端接T2集电极，T2基极接R5一端和R7一端，T2发射极接R6一端、R5另一端接R4调节端，R3另一端接R4一端和W2负端，R6另一端、R4另一端和W2正端接地端，R7另一端接光反馈电信号。
3.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述的光电接口电路由集成放大器A1、电阻R11、R12、光电管G11连接构成，A1负输入端接G11正端和R12一端，A1正输入端接G11负端和R11一端，R12另一端接A1输出端，R11另一端接地。
4.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于与光电接口电路输出连接的放大器是集成片AD620或TL720；所述的电压频率电路是集成片1311。
5.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述的与光纤探头中光源光纤组是设于中心位置处的一根光纤，测试光纤组A、B分别由8根光纤组成，并分别围绕中心位置光源光纤成两个同心圆分布。
6.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述光纤探头中光源光纤组是分布在中心位置处的一根光纤，测试光纤组A、B分别由九根光纤和十根光纤组成，并分别围绕中心位置光源光纤成两个同心圆分布。
7.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述光纤探头中的光源光纤组和测试光纤组B是分别按5、4、3成3列分布在各半个圆中的十二根光纤。
8.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述光纤探头中的光源光纤组和测试光纤组A是按行间隔分布的，光源光纤组为二行，测试光纤组为三行。
9.根据权利要求1所述的光纤浓度计，其特征在于所述光纤探纤探头中的光源光纤组与测试光纤组的光纤数相同，并为无规则分布。
专利摘要一种光纤浓度计它由光纤探头、E/O接口电路、O/E接口电路、光耦合器放大、U/F电路及计算机所组成，其特征在于光纤探头内设有按一定程序排到的1个光源光纤组、1-2个测试光纤组所组成。本浓度计测量精度不受温度、流速等影响，测量精度高，抗电磁干扰性好，结构简单，维护方便。
文档编号G01N27/26GK2225049SQ9421205
公开日1996年4月17日 申请日期1994年5月25日 优先权日1994年5月25日
发明者刘瑞复 申请人:刘瑞复