[發明專利]光纖光柵靜力水準儀

無效

• 申請號: 200810203060.8
• 申請日: 2008-11-20
• 公開（公告）號: CN101408463A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 曹春耕;杜新民;孫斌;謝宇
• 申請（專利權）人: 曹春耕
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01F23/292;G01K11/32
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及光纖光柵傳感技術領域，尤其涉及光纖光柵靜力水準儀。

背景技術

傳統的靜力水準儀采用壓力式、電容式、浮子式等傳統測量方式，都是基于電學傳感器，抗干擾能力不強，精度低，使用壽命短，組網能力不強，動態性能不佳，而且有著纏繞、堵塞、泄露、介質腐蝕、維護不便等缺點。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種液位測量精度高的光纖光柵靜力水準儀。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：光纖光柵靜力水準儀，其特征在于，該水準儀包括波紋管、彈性梁、光纖光柵、連接器I、連接器II、光纖光柵溫度傳感器、螺紋管、限位器、浮筒、外筒，所述的波紋管兩端分別與連接器I、連接器II連接；所述的彈性梁設在波紋管內，一端與連接器I連接，另一端與螺紋管連接；所述的連接器II與光纖光柵溫度傳感器連接；所述的光纖光柵一端與彈性梁連接，另一端與光纖光柵溫度傳感器中的光纖光柵熔接在連接器II上；所述的連接器II固定在浮筒底部中心下方，所述的光纖光柵溫度傳感器穿過設在浮筒底部的小孔，伸進浮筒的空腔內；所述的連接器I固定在外筒底部中心的上方；所述的螺紋管與彈性梁連接，且穿過設在外筒底部的小孔，伸出外筒底部以外；所述的外筒底部設有連通器；所述的限位器卡合在外筒與浮筒之間。

所述的波紋管兩端分別與連接器I、連接器II焊接，以保證其密封。

所述的限位器設有內卡環、外卡環，所述的內卡環設在限位器內緣，所述的外卡環設在限位器外緣。

所述的螺紋管上設有調零螺母。

所述的浮筒與外筒為圓柱體或長方體。

所述的波紋管為銅或不銹鋼材料制成。

所述的限位器為圓形或長方形。

所述的限位器為銅或不銹鋼材料制成。

與現有技術相比，本發明利用光纖光柵的反射波長隨光柵所受的拉力變化而變化，通過監測光纖光柵反射光的波長變化量，可以得到光纖光柵所受拉力的變化，由此推算浮筒所受的浮力以及液位；利用這一特性使用光纖光柵可以測量浮筒內的液位高度；本結構同時包括一個光纖光柵溫度傳感器，對該系統的溫度進行有效監測，實現自動溫度補償；液位測量的精度高、遠程實時讀取數據、光纖光柵靜力水準儀組網簡單易行。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的限位器的結構示意圖；

圖3是本發明的限位器與內卡環、外卡環的連接示意圖；

圖4是本發明的連接器I、連接器II及彈性梁與波紋管的連接示意圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明做進一步說明。

如圖1～4所示，光纖光柵靜力水準儀，該水準儀包括波紋管1、彈性梁2、光纖光柵3、連接器I4、連接器II5、光纖光柵溫度傳感器6、螺紋管7、限位器9、浮筒12、外筒13，所述的波紋管1兩端分別與連接器I4、連接器II5連接；所述的彈性梁2設在波紋管1內，一端與連接器I4連接，另一端與螺紋管7連接；所述的連接器II5與光纖光柵溫度傳感器6連接；所述的光纖光柵3一端與彈性梁2連接，另一端與光纖光柵溫度傳感器6中的光纖光柵18熔接在連接器II5上；所述的連接器II5固定在浮筒12底部中心下方，所述的光纖光柵溫度傳感器6穿過設在浮筒12底部的小孔，伸進浮筒12的空腔內；所述的連接器I4固定在外筒13底部中心的上方；所述的螺紋管7與彈性梁2連接，且穿過設在外筒13底部的小孔，伸出外筒13底部以外；所述的外筒13底部設有連通器14；所述的限位器9卡合在外筒13與浮筒12之間。所述的波紋管1兩端分別與連接器I4、連接器II4焊接，以保證其密封。所述的限位器9設有內卡環10、外卡環11，所述的內卡環10設在限位器9內緣，所述的外卡環11設在限位器9外緣。所述的螺紋管7上設有調零螺母8。所述的浮筒12與外筒13為圓柱體或長方體。所述的波紋管1為銅或不銹鋼材料制成。所述的限位器9為圓形或長方形。所述的限位器9為銅或不銹鋼材料制成。

本發明利用光纖光柵在拉應力作用下的反射光波長移動來計算液位。雙光纖光柵封裝結構包括一個有較高精度的光纖光柵溫度傳感器該傳感器體積小、測量精度高。這使得該系統不但能同時測量液位及溫度，而且能自動修正溫度對系統的影響。依據連通管原理，將多個光纖光柵靜力水準儀連通可以測量每個測點容器內液面的相對變化，由此計算求得各點對于基點的相對沉降量。該系統可以和基于光纖光柵技術的各種類型的傳感器組網。