[實(shí)用新型]一種基于傾斜微槽塑料光纖的連續(xù)液位傳感裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821520075.2
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN208688610U
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐曉峰;王冬雪;孟帥;楊洋
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F23/04
• 分類號(hào): G01F23/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王恩遠(yuǎn)

本實(shí)用新型的一種基于傾斜微槽塑料光纖的連續(xù)液位傳感裝置屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)有，半導(dǎo)體激光器(1)、光隔離器(2)、光纖傳感頭(3)、光電探測器(4)和數(shù)字示波器(5)，所述的光纖傳感頭(3)是一段具有傾斜微槽結(jié)構(gòu)的階躍多模塑料光纖。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，整體輕盈，對(duì)光纖破壞小，對(duì)微小的液面變化產(chǎn)生線性響應(yīng)，精度大，并且可連續(xù)測量液位變化，環(huán)境溫度在0℃～50℃范圍內(nèi)變化時(shí)，傳感數(shù)據(jù)不發(fā)生變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于傾斜微槽結(jié)構(gòu)高分辨率的塑料光纖液位傳感裝置。

背景技術(shù)

液位的檢測在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域中是非常重要的，如化工生產(chǎn)、冶金工業(yè)、石油工業(yè)、飛機(jī)加油系統(tǒng)和燃?xì)庹镜取Ｒ恍┹^危險(xiǎn)的液體儲(chǔ)存時(shí)需要實(shí)時(shí)檢測液位情況，以防止意外泄漏發(fā)生危險(xiǎn)。光纖具有抗電磁干擾、耐腐蝕及防燃爆等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境，因此光纖液位傳感器的研究及應(yīng)用越來越廣泛。就光纖種類來說，與石英光纖相比較，塑料光纖具有更好的柔韌性、易于機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)，因此塑料光纖的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，前景廣闊。

對(duì)于光纖液位傳感器來說，其靈響應(yīng)速度快、敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，可以在極為惡劣的環(huán)境下使用。另外光纖液位傳感器還具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。但目前現(xiàn)有技術(shù)的刻槽光纖液位傳感裝置中，多數(shù)所刻蝕的槽尺寸較大，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量，因此研制一種結(jié)構(gòu)微小的傾斜槽狀光纖液位傳感裝置，對(duì)液位測量有重大價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種新型的，可高精度連續(xù)測量的塑料光纖液位傳感裝置，其根據(jù)傾斜微槽內(nèi)不同液位高度可以影響光纖中傳輸光功率的損耗，以實(shí)現(xiàn)液位傳感。

上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于傾斜微槽塑料光纖的連續(xù)液位傳感裝置，其結(jié)構(gòu)有，半導(dǎo)體激光器1、光隔離器2、光纖傳感頭3、光電探測器4和數(shù)字示波器5；其特征在于，所述的光纖傳感頭是一段具有傾斜微槽結(jié)構(gòu)的階躍多模塑料光纖，每個(gè)傾斜微槽的深度為0.3mm，寬度為0.5mm，所有傾斜微槽均沿所述的階躍多模塑料光纖的一條母線平行排列，相臨兩個(gè)微槽的間隔為0.5mm，所述的階躍多模塑料光纖的外直徑為1mm，纖芯直徑為960μm，包層厚度為20μm；其中，半導(dǎo)體激光器1通過光纖連接光隔離器2，光隔離器2連接光纖傳感頭3的一端，光纖傳感頭3的另一端連接光電探測器4的輸入端，光電探測器4的輸出端連接數(shù)字示波器5；測量時(shí)，在待測容器的底部固定一個(gè)圓柱體，與光纖傳感頭3連接的光纖繞過容器底部的圓柱體并固定在夾具上，夾具使傳感頭3不會(huì)因?yàn)樗母×Χ鴥A倒，同時(shí)保持傳感頭3垂直于水面。

本實(shí)用新型中，所述的光纖傳感頭3中的傾斜微槽數(shù)量優(yōu)選10個(gè)，微槽與所在的光纖的軸線夾角優(yōu)選45°。

本實(shí)用新型有以下有益效果：

1、適應(yīng)性比較強(qiáng)，環(huán)境溫度在0℃～50℃范圍內(nèi)變化時(shí)，傳感數(shù)據(jù)不發(fā)生變化。

2、本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單，整體輕盈，對(duì)光纖破壞小，對(duì)微小的液面變化產(chǎn)生線性響應(yīng)，精度大，并且可連續(xù)測量液位變化。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中所述的光纖傳感頭3的示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的光功率損耗值隨液位高度變化的關(guān)系曲線圖

圖4為本實(shí)用新型的測量結(jié)果隨溫度變化的曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的說明。

實(shí)施例1