[實用新型]一種光纖閉環(huán)液位控制儀傳感器夾持器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00252608.5
• 申請日: 2000-10-21
• 公開（公告）號: CN2476798Y
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余小戈;林均岫;王曉旭
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01F23/292
• 分類號: G01F23/292
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 侯明遠(yuǎn)

本實用新型屬于光學(xué)工程學(xué)科光電子技術(shù)領(lǐng)域中的光纖定點傳感器技術(shù)應(yīng)用，特別涉及到一種對周圍介質(zhì)折射率變化敏感的光纖液位傳感器的傳感頭夾持器結(jié)構(gòu)設(shè)計。

目前，基于敏感周圍介質(zhì)折射率的變化光纖傳感器的基本工作原理是：當(dāng)傳感頭在空氣中時，由光源沿入射光纖入射至傳感頭的大部分光線滿足全反射條件，再經(jīng)接收光纖返回至探測器有較強(qiáng)輸出；一旦當(dāng)傳感頭浸沒在被測液體中，在傳感頭的大部分光線不能滿足全反射條件而漏泄入液體中，探測器的輸出將急劇減小，由此可達(dá)到液位指示及控制的目的。然而由于液體都有一定的粘滯性，當(dāng)傳感頭浸入液體后再離開液體時，不可避免地有一小部分液體附著在傳感頭部分形成小液滴，產(chǎn)生信號遲滯，使探測器不能及時響應(yīng)造成誤操作。俄羅斯和芬蘭的學(xué)者采用透明的特種材料棒和厭水的聚硫化合物作為光反射元件，并優(yōu)化了敏感元件的形狀，但都沒有解決該問題。

本實用新型的目的是，設(shè)計一種光纖閉環(huán)液位控制儀傳感器夾持器的結(jié)構(gòu)，解決由于液體粘滯性引成液滴附著在傳感頭上造成的信號遲滯問題。

實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是：光纖閉環(huán)液位控制儀傳感器的夾持器為雙凸梯形圓柱體結(jié)構(gòu)或圓柱體結(jié)構(gòu)。雙凸梯形結(jié)構(gòu)夾持器上面兩凸形部分為實心圓柱體，下面為一空心圓柱腔體，傳感器的傳感頭在腔體內(nèi)，通過腔體側(cè)壁進(jìn)出液體小孔位置的恰當(dāng)選擇，使腔體內(nèi)在液面上升時自動封閉一段空氣層，因空氣層的阻礙使傳感頭以上光纖部分不被液體浸沒；圓柱體結(jié)構(gòu)夾持器，光纖傳感器的光纖部分彎折180°后夾持在夾持器的兩個通孔中，這樣傳感器的傳感頭是倒置安裝的。該技術(shù)方案可解決由于液體粘滯性引起液滴在傳感頭形成造成的信號遲滯問題。

本實用新型的效果是，既可有效解決這類光纖傳感器中普遍存在的液滴形成造成的信號遲滯問題，又可簡化傳感器的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)光纖液位控制儀在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用，如石油、化工、航空和原子能等工業(yè)。

附圖說明。

圖1是光纖閉環(huán)液位控制儀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，(1)四芯光纜?(2)鎖緊帽?(3)光纜鎖緊卡環(huán)?(4)聚四氟密封材料?(5)氣孔?(6)光纖?(7)上液位傳感器夾持器?(8)不銹鋼或鋁法蘭?(9)光纜加強(qiáng)鋼筋?(10)上液位傳感器傳感頭?(11)盲孔?(12)固定螺孔?(13)套管底部進(jìn)出液體孔?(14)下液位傳感器夾持器?(15)腔體側(cè)壁進(jìn)出液體孔?(16)腔體底部進(jìn)出液體孔?(17)不銹鋼套管?(18)密封膠?(19)通孔(20)下液位傳感器傳感頭?(21)空氣層形成區(qū)。

圖2是圓柱體光纖液位傳感器夾持器構(gòu)造示意圖。

圖中，(22)光纖?(23)側(cè)面固定螺孔?(24)通孔I?(25)光纜加強(qiáng)鋼筋?(26)盲孔?(27)傳感器傳感頭?(28)通孔II?(29)光纖保護(hù)套塑管。

圖3是圓柱體光纖液位傳感器夾持器俯視圖。

圖中，(23)側(cè)面固定螺孔?(24)通孔I?(26)盲孔?(28)通孔II。

以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本實用新型的最佳實施例。

圖1中，四芯光纜(1)通過光纜鎖緊卡環(huán)(3)、鎖緊帽(2)與其自帶的光纜加強(qiáng)鋼筋(9)被固定在一長為3m、內(nèi)徑為38mm、外徑為40mm的不銹鋼套管(17)中，光纜中的四根光纖(6)每兩個一組分別構(gòu)成兩個傳感器的傳感部分和入、出射光纖。下液位傳感器夾持器(14)采用雙凸梯形結(jié)構(gòu)，光纜加強(qiáng)鋼筋(9)插入盲孔(11)后，側(cè)面由螺釘從固定螺孔(12)固定。下液位傳感器傳感頭(20)插入通孔(19)后，用密封膠(18)將通孔(19)封死。下液位傳感器夾持器(14)腔體側(cè)面進(jìn)出液體孔(15)的位置高于下液位傳感器傳感頭(20)，二者高度差為0.15mm。當(dāng)液面由腔體底部進(jìn)出液體孔(16)上升，剛一接觸傳感器傳感頭(20)就到達(dá)腔體側(cè)面進(jìn)出液體孔(15)的位置與外界相通，在傳感器傳感頭(20)上部氣室形成區(qū)(21)內(nèi)自動封閉一小段空氣層，由于空氣層的阻礙作用，傳感器傳感頭(20)上面光纖部分不會被液體浸沒。氣室形成區(qū)(21)的高度為15mm。一旦液面回落，由于原來液體僅在傳感器傳感頭(20)部位浸沒，所以液滴難以在傳感器傳感頭(20)的端部形成，有效地解決了由于液滴形成造成的信號遲滯。

在圖四的圓柱體夾持器設(shè)計中，傳感器(27)是倒置安裝的。傳感器夾持器采用簡單的圓柱體，通過盲孔(26)與光纜加強(qiáng)鋼筋(25)固定在一起。傳感器(27)的兩光纖(22)部分彎折180°夾持在兩個對稱的通孔I(24)和通孔II(28)中，光纖(22)彎曲部分可用套塑管(29)保護(hù)。彎曲半徑為15mm。由于傳感器傳感頭(27)是倒置的，液體回落時，可以靠液體的自重解決液滴在傳感器傳感頭(27)端部形成造成的信號遲滯。