[發明專利]基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法

在審

• 申請號: 201811615877.6
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109655133A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張雯;郝家祺;何巍;祝連慶;劉鋒;婁小平;董明利
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01F23/292
• 分類號: G01F23/292
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發明公開了一種基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法，包括一豎直設置的單模光纖，單模光纖上刻寫有FBG光柵，單模光纖外封裝有單模光纖沿其軸心方向設置的圓柱狀硅膠，硅膠上端設有覆蓋所述單模光纖的鐵片。所述鐵片為圓形，鐵片與所述圓柱狀硅膠同軸連接。所述鐵片半徑小于所述圓柱狀硅膠截面半徑。本發明提供一種基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法，該基于單模FBG光柵的液位傳感器能夠實現對液體的靜態液位測量，且具有良好的線性度。本發明結構、操作簡單，技術成本較低，重復性高，易于實現器件的批量加工，具有很高的經濟效益。

技術領域

本發明涉及光纖傳感領域，尤其涉及一種基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法。

背景技術

壓力式光纖液位傳感器是根據液體高度不同產生的壓強不同的原理來檢測液位的。由于光纖具有耐高溫、耐腐蝕等優點，因此壓力式光纖液位傳感器可以與液體接觸，這便使它具有了更為廣泛的應用前景。

由于液位測量中被測介質種類繁多、介質的物理化學性質極其復雜、現場工作條件惡劣等，因此出現了各種各樣的液位傳感器，這些液位傳感器的測量原理和方法各有其優缺點。與傳統的液位傳感器相比，光纖液位傳感器具有如下優點：（１）耐高溫高壓、抗電磁干擾、抗環境噪聲、抗電氣絕緣性好，在易燃、易爆環境下安全可靠；（２）頻帶寬、動態范圍廣，靈敏度高；（３）便于遠距離測量和控制；（４）體積小、質量輕、安裝簡單、造價低。

申請人提供一種基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法，能夠實現對液體的靜態液位測量。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法，實現對液體的靜態液位測量。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：一種基于單模FBG光柵的液位傳感器，包括一豎直設置的單模光纖，單模光纖上刻寫有FBG光柵，單模光纖外封裝有單模光纖沿其軸心方向設置的圓柱狀硅膠，圓柱狀硅膠上端設有覆蓋所述單模光纖的鐵片。

進一步的，所述鐵片為圓形，鐵片與所述圓柱狀硅膠同軸連接。

進一步的，所述鐵片半徑小于所述圓柱狀硅膠截面半徑。

一種基于單模FBG光柵的液位傳感器的制作方法，方法包括：

步驟1）除去單模光纖中部包層；

步驟2）采用激光刻寫技術對上述單模光纖進行刻寫，得到FBG結構；

步驟3）在上述單模光纖外熔覆硅膠，使硅膠呈圓柱狀，且單模光纖沿圓柱軸心方向設置；

步驟4）在圓柱狀硅膠的上端面安裝覆蓋所述單模光纖的鐵片，得到基于單模FBG光柵的液位傳感器。

進一步的，所述單模光纖采用SMF-28單模光纖。

本發明的有益效果是：本發明提供一種基于單模FBG光柵的液位傳感器及其制作方法，能夠實現對液體的靜態液位測量，且具有良好的線性度。本發明結構、操作簡單，技術成本較低，重復性高，易于實現器件的批量加工，具有很高的經濟效益。

附圖說明

圖1為實施例1所述基于單模FBG光柵的液位傳感器的結構示意圖；

圖2為實施例3所述折射率傳感裝置的結構示意圖；

圖3為基于單模FBG光柵的液位傳感器隨Nacl溶液高度變化得到的反射光譜；

圖4為基于單模FBG光柵的液位傳感器隨Nacl溶液高度變化得到的波長—應變關系曲線。