1.一种单光纤束流量传感器探头,其特征在于:包括活塞缸(1)和设置于活塞缸(1)一侧的检测箱(2),活塞缸(1)的两端分别由端盖(3)封闭,活塞缸(1)内滑动设置有活塞(4),活塞(4)与两端的端盖(3)之间均设置弹簧(5)和活塞杆(6),弹簧(5)的一端固定于活塞(4)上,另一端固定于端盖(3)上,所述两端的端盖(3)上均开设有通孔(7),活塞杆(6)的一端固定于活塞(4)上,另一端密封滑动设置于通孔(7)内,且其中一个通孔(7)内的活塞杆(6)的端部固定有反光部件(8),该通孔(7)的另一端还设置有光纤检测端(9),光纤检测端(9)的光纤束由入射光纤和出射光纤(91)集合铠装而成,光纤检测端(9)与该活塞杆(6)之间的通孔(7)的侧壁上还开设有与探头外部相连通的通气孔(71);检测箱(2)上具有流体入口(21)和流体出口(22)以使流体流经检测箱(2)的内部,检测箱(2)与活塞缸(1)中活塞(4)两侧的腔室分别通过一个流体通路(23)相连通,还包括气源(24),气源(24)的供气方向指向两个流体通路(23)的中间位置,且流体通路(23)和气源(24)分别设置于流体在检测箱(2)内部流通路径的相对两侧。
2.根据权利要求1所述一种单光纤束流量传感器探头,其特征在于:活塞(4)两侧的弹簧(5)对称设置,且活塞(4)两侧的弹簧(5)的结构及规格均完全相同,活塞(4)位于两端端盖(3)的正中央位置时为初始位置,此时,活塞(4)两侧的弹簧(5)均处于自然状态。
3.根据权利要求1所述一种单光纤束流量传感器探头,其特征在于:两个通孔(7)均开设在所在端盖(3)的正中心位置,两个通孔(7)、活塞(4)及两个活塞杆(6)均同轴设置,反光部件(8)与光纤检测端(9)垂直设置,活塞(4)与活塞缸(1)的内壁之间设置有活塞密封圈(41)。
4.根据权利要求1所述一种单光纤束流量传感器探头,其特征在于:所述光纤检测端(9)通过螺纹旋紧固定于通孔(7)内。
5.利用权利要求2所述传感器探头检测流体流量的方法,其特征在于,方法如下:若检测箱(2)内无被测流体流动,则活塞缸(1)中活塞(4)两侧腔室内的流体压力是相同的,活塞(4)保持初始位置不变,光纤检测端(9)检测到两腔室压差为零;若检测箱(2)内有被测流体流动,启动气源(24)吹气形成气流,则被测流体与气流在检测箱(2)内发生相互作用,使得被测流体和气流的初始动量发生改变,流体在检测箱(2)内发生偏移,以致进入活塞缸(1)的混合流体在活塞(4)的两侧形成压强差,活塞(4)在两个流体检测腔压差的作用下,向低压一侧滑移,并通过信号处理得出压差值,再建立动量压差数学模型,推算得出流体动量。
6.根据权利要求5所述检测流体流量的方法,其特征在于:所述动量压差数学模型如下:分析传动量与压差之间的关系,设气流的速度为V
s,被测流体的速度为V,其中V
s是由气源(24)发射出来的气流速度,为已知量,活塞两端压强差与两个流体的动量M
s/M有关,其中M为被测流体动量,M
s为气流动量,分别与
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与V
2成正比;M=kV
2;
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k为常数;即:
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则:
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其中,k
1为已知量,从而在已知ΔP后即可求得V的值。
7.根据权利要求6所述检测流体流量的方法,其特征在于:气源(24)的喷气方向与检测箱(2)内流体的流通方向相垂直。