研究目的
开发一种基于激光二极管的流量计,采用红外吸收法对微小流量进行原位测量。
研究成果
该研究证实,基于激光二极管的流量计能够高精度地原位测量微小流量,具有非接触式测量、无需切割管道、测量范围可调以及具备小型化和低成本生产的潜力等优势。
研究不足
未考虑激光二极管、光电探测器和管体之间的系统对准误差。该激光二极管传感器基于水的光吸收特性,限制了其仅适用于水基液体。不同管径需要重新校准。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用红外吸收法开发了基于激光二极管的流量计,用于原位测量微小流量。该方法通过1450纳米激光加热水流中的特定区域,并利用两个二极管激光器和光电探测器测量加热点上下游的温差。
2:样本选择与数据来源:
以去离子水为样本,通过内径3毫米的静脉输液管输送。水流由气压产生,并通过质量流量控制器将流速控制在0.2至20毫升/小时范围内。
3:2至20毫升/小时范围内。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:实验装置包括加热激光器(1450纳米)、两个二极管激光器(1550至1650纳米)、两个光电探测器、压力控制器、质量流量控制器以及用于参考流量测量的微量天平。
4:实验流程与操作步骤:
将加热激光聚焦于静脉输液管中心以加热微小区域,通过两个二极管激光器和光电探测器测量加热点上下游的温度,根据温差确定流速。
5:数据分析方法:
通过分析温差确定流速。根据流速评估测量不确定度,考虑质量、时间、密度和浮力校正等因素。
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