基于极性相关算法的dsp激光流速测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，包括：激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块和数据显示模块。激光信号产生模块包括激光二极管1310nm FPLD Module和拉锥式FC1分2光纤分光器；激光信号采集模块包括放置在待测流体管道预设位置的相同型号浸入式探头T300-RT-VIS-NIR和光电二极管InGaAs PIN75module；信号放大模块为专门的信号放大电路；信号处理模块为TI DSP，用于根据极性相关算法处理信号，计算流速；数据显示模块为LED显示屏，实时显示DSP处理后得到的测量速度。本实用新型能实时测量显示管道内的流体流速，提示相关人员采取对应措施，避免灾害事故的发生。
【专利说明】基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及流速测量【技术领域】，具体为一种基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置。
【背景技术】
[0002]对于石油、天然气、特殊化工液体以及饮用水管道运输等方面，流速测量极为重要。传统的流速测量多利用机械螺旋桨，涡街流量计以及散热法测速，这些测速方法多适用于单一流体测速，对于二相流和多相流测速误差较大，由于测量设备的特殊性，更加不适宜测量腐蚀性液体，而且设备笨重，安装不便，受管道尺寸等因素限制较大。
[0003]为了避免因流速测量不精而引起管道运输事故，以及扩大流速测量装置的应用领域，本实用新型公开了一种小巧轻便，更加精确，可靠，不受测量液体影响的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，能实时对各种流体进行流速测量，而且算法简单，应用DSP进行硬件计算，测量速度快；使用激光进行测量，光电隔离，减少了电噪声的影响，测量精度闻。
实用新型内容
[0004]本实用新型目的是提供一种基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，已解决现有技术适用领域和测量精度上的难题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于包括:激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块和数据显示模块。激光信号产生模块包括用于产生1310nm激光的激光二极管1310nmFPLD Module和拉锥式FCl分2光纤分光器；激光信号采集模块包括放置在待测流体管道预设位置的相同型号浸入式探头T300-RT-VIS-NIR和光电二极管InGaAs PIN75module ;信号放大模块为专门的信号放大电路，当光电二极管完成光电转换时，对电信号进行放大处理；信号处理模块为TI DSP,型号为TMS320VC5402 ;数据显示模块为LED显示屏，实时显示DSP处理后得到的测量速度。
[0006]所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的激光二极管发射1310nm激光，由拉锥式FCl分2光纤分光器分成特征相同的两束激光进入浸入式探头。
[0007]所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的浸入式探头由一端接收分光器传输的激光，并将其打入被测流体，同时探头可以接收激光打入水体所产生的背散光，并将背散光信号经光纤传送至光电二极管。
[0008]所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的光电二极管将检测到的光信号转化为电信号传送至放大模块。
[0009]所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的信号放大模块将光电二极管转化的电信号进行适量放大并传送至信号处理模块。
[0010]所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的TI DSP运用预设程序对两组电信号进行计算处理，得出流速数值，并传送至显示屏显示。
[0011]本实用新型采用小功率的激光二极管和浸入式探头进行激光发射，同时两组浸入式探头接收激光经流体影响后产生的背散光，由光纤传送至光电二极管转化为两组电信号，电信号经信号放大模块处理放大，处理后的电信号传送至TI DSP,TI DSP利用极性相关算法计算出两组电信号之间的时延，进而计算出流体流速，并将具体数值传送至显示屏显示，以提示相关人员采取对应措施。
[0012]本实用新型的优点是:本实用新型具有电路简单、装置轻便、测量精度高、速度快、安全稳定、维护便利、适用范围广等诸多优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构框图。
[0014]图2为极性相关算法测速原理框图。
【具体实施方式】
[0015]结构框图如图1所示，基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，包括激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块、信号处理模块和数据显示模块，其特征在于:激光信号产生模块包括激光二极管(I)和光纤分光器(2)，激光二极管(I)发射1310nm激光，并经光纤分光器(2)分为两束相同特征的激光信号；激光信号采集模块包括浸入式探头(3) (4)和光电二极管(5) ￠)，激光由安装在流体管道特定位置的浸入式探头(3) (4)进入被测流体，当流体流动时，会引起两浸入式探头(3) (4)周边光信号的轻微变化，浸入式探头(3) (4)随后捕捉这一变化,并将此光信号传送至光电二极管(5) (6),光电二极管
(5)(6)把两路光信号转化为电信号；信号放大模块为专门的信号放大电路(7) (8)，用于将传输的电信号进行放大处理；信号处理模块为TI DSP (9)，利用极性相关算法对两路电信号进行处理计算，得出流体速度；数据显示模块为显示屏(10)，用于显示具体的流体数值。
[0016]极性相关算法测速原理框图如图2所示，在相距L的管道两点放置两个相同型号的传感器a和b，流体流动时，传感器将流动噪声转化为电信号，在两传感器距离相当小的情况下，两传感器输出信号波形基本一致，但是在时间会有一个时延τ，τ值即流体流经两传感器的时间，根据极性相关算法即可计算出时延τ，在传感器间距L已知的情况下，即可得出流体流速为V = L/ τ。
【权利要求】
1.基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于包括:激光信号产生模块、激光信号采集模块、信号放大模块和数据显示模块，激光信号产生模块包括用于产生1310nm激光的激光二极管1310nm FPLD Module和拉锥式FC1分2光纤分光器；激光信号采集模块包括放置在待测流体管道预设位置的相同型号浸入式探头T300-RT-VIS-NIR和光电二极管InGaAs PIN 75module ;信号放大模块为专门的信号放大电路，当光电二极管完成光电转换时，对电信号进行放大处理；信号处理模块为TI DSP，型号为TMS320VC5402 ;数据显示模块为LED显示屏，实时显示经DSP处理后得到的测量速度。
2.根据权利要求1所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的激光二极管发射1310nm激光，由拉锥式FC 1分2光纤分光器分成特征相同的两束激光进入浸入式探头。
3.根据权利要求1所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的浸入式探头由一端接收分光器传输的激光，并将其打入被测流体，同时探头可以接收激光打入水体所产生的背散光，并将背散光信号经光纤传送至光电二极管。
4.根据权利要求1所述的基于极性相关算法的DSP激光流速测量装置，其特征在于:所述的TI DSP运用极性相关算法对两组电信号进行计算处理，得出流速数值，并传送至显示屏显示。
【文档编号】G01P5/26GK204116378SQ201420613519
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】闫鹏程, 杨盼盼, 穆璐, 林群武, 曲鹏, 宫关, 张开远, 李 昊, 谢璇 申请人:安徽理工大学