РОТАЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА

1. Устройство (1) для измерения скорости и направления потока (FF) флюида, содержащее:
поворотное устройство (2), приспособленное для вращения со скоростью и в направлении вращения поворотного устройства, зависящими от скорости и направления потока флюида, при контакте с потоком флюида,
модулятор (3), соединенный с поворотным устройством и приспособленный для вращения совместно с поворотным устройством,
волоконно-оптическую систему для подведения падающего пучка (IB) к модулятору и для приема обратного пучка (RB) от модулятора, при этом
падающий пучок (IB) содержит падающий сигнал, обратный пучок (RB) содержит модулированный сигнал, модулятор (3) модулирует падающий сигнал так, что образуется модулированный сигнал, зависящий от скорости и направления вращения поворотного устройства (2),
в котором модулятор (3), содержит кодер (30), содержащий по меньшей мере первый угловой сектор (34), второй угловой сектор (35) и третий угловой сектор (36), при этом каждый угловой сектор имеет определенный коэффициент ослабления, так что модулированный сигнал содержит по меньшей мере первый участок (64), второй участок (65) и третий участок (66) в течение каждого полного поворота кодера (30),
устройство (1) дополнительно содержит средство (6) обработки для определения скорости и направления потока (FF) флюида на основании по меньшей мере первого участка (64), второго участка (65) и третьего участка (66) модулированного сигнала,
кодер представляет собой амплитудный кодер (30, 130, 230, 330), при этом первый угловой сектор, второй угловой сектор и третий угловой сектор имеют по существу одинаковый угол (θ1, θ2, θ3, θ4), каждый сектор пропускает определенную часть в процентах падающего пучка, которая отличается от части другого сектора.
2. Устройство по п.1, в котором амплитудный кодер (30, 130) имеет форму диска, первый угловой сектор имеет первый радиус (R1), второй угловой сектор имеет второй радиус (R2) и третий угловой сектор имеет третий радиус (R3), при этом каждый сектор выполнен из материала, который по существу блокирует падающий пучок.
3. Устройство по п.1 или 2, в котором:
падающий пучок (IB) разветвляется на первый пучок (DB1) и второй пучок (DB2),
второй радиус (R2) и третий радиус (R3) выбираются так, что задается первая дорожка (139А) для первого пучка (DB1), при этом первый и второй угловые секторы по существу пропускают первый пучок, третий угловой сектор по существу блокирует первый пучок, и
первый радиус (R1) и второй радиус (R2) выбираются так, что задается вторая дорожка (139В) для второго пучка (DB2), при этом первый угловой сектор по существу пропускает второй пучок, второй и третий угловые секторы по существу блокируют второй пучок.
4. Устройство по п.1, в котором амплитудный кодер (230, 330) имеет форму диска, первый угловой сектор выполнен из первого фильтрующего элемента, второй угловой сектор выполнен из второго фильтрующего элемента и третий угловой сектор выполнен из третьего фильтрующего элемента.
5. Устройство по п.1, в котором волоконно-оптическая система содержит:
лазерный источник (41) для генерации падающего пучка (IB),
детектор (42) для преобразования обратного пучка (RB) в электрический сигнал,
разветвитель (43) для связи лазерного источника и детектора с концом оптического волокна (4),
формирователь (45) пучка на другом конце оптического волокна (4) для подведения падающего пучка (IB) к модулятору (3) и приема обратного пучка (RB) от модулятора (3) и
зеркало (46) для отражения обратного пучка к формирователю (45) пучка.
6. Устройство по п.5, в котором зеркало связано с формирователем пучка, который образован вогнутым зеркалом (46А) и усеченным оптическим волокном (45А), или призмой-куб (46В) и коллиматором (45В), или плоским зеркалом (46С) и фокусирующим устройством (45С).
7. Устройство по п.1, в котором волоконно-оптическая система содержит:
лазерный источник (1041, 2041) для генерации падающего пучка (IB),
детектор (1042, 2042) для преобразования обратного пучка (RB) в электрический сигнал,
первое оптическое волокно (1004А, 2004А), соединяющее лазерный источник с модулятором (1003, 2003), для подведения падающего пучка к модулятору, и
второе оптическое волокно (1004В, 2004В), соединяющее модулятор (1003, 2003) с детектором, для подведения обратного пучка (RB) к детектору.
8. Устройство по п.1, в котором модулятор магнитно или механически связан с поворотным средством.
9. Измерительная система (3001), где измерительная система содержит лазерный источник (3041), обеспечивающий падающий пучок (IB), несущий множество длин волн, мультиплексор (3045) для разделения и перекомпоновки множества длин волн, множество измерительных устройств (3011, 3012, 3013) по любому одному из пп.1-8, при этом каждое измерительное устройство является чувствительным к особой длине (В1, В2, В3) волны и обеспечивает обратный пучок (RB1, RB2, RB3) в соответствии с указанной особой длиной (В1, В2, В3) волны, и демультиплексор 3048 разделения обратного пучка в соответствии с особой длиной (В1, В2, В3) волны ко множеству специально выделенных детекторов (3042А, 3042В, 3042С).
10. Способ измерения скорости и направления потока флюида, содержащий этапы, при выполнении которых:
подводят падающий пучок к модулятору, вращающемуся совместно с поворотным устройством, при этом модулятор содержит множество угловых секторов, поворотное устройство вращается со скоростью и в направлении вращения поворотного устройства, зависящими от скорости и направления потока флюида, при контакте с потоком флюида, падающий пучок содержит падающий сигнал,
формируют обратный пучок, содержащий модулированный сигнал, путем модуляции падающего сигнала в зависимости от скорости и направления вращения поворотного средства,
принимают обратный пучок от модулятора и обрабатывают модулированный сигнал,
на этапе модуляции падающего сигнала выполняют этап, на котором кодируют модулированный сигнал так, чтобы модулированный сигнал содержал последовательность из по меньшей мере первого участка, второго участка и третьего участка в течение каждого полного поворота кодера, и
на этапе обработки модулированного сигнала выполняют этап, на котором декодируют последовательность для определения направления потока флюида на основании по меньшей мере первого, второго и третьего участков модулированного сигнала,
в котором по меньшей мере первый участок, второй участок и третий участок имеют различную амплитуду и охватывают идентичные угловые секторы.
11. Способ по п.10, в котором этап обработки модулированного сигнала дополнительно содержит этап, на котором подсчитывают множество указанных последовательностей, приходящихся на единицу времени, для определения скорости потока флюида.
12. Способ по п.10, в котором этап обработки модулированного сигнала дополнительно содержит этап, на котором определяют порядок расположения участков в последовательности для определения направления потока флюида.