光纤液位传感器制造技术

本实用新型专利技术属于光纤传感技术领域，具体涉及一种光纤液位传感器。整个装置包括光源，单模光纤，多模光纤，光谱仪，待测液体。利用单模光纤、多模光纤以及花生形熔接点构成马赫曾德干涉仪。入射光从单模光纤传输到多模光纤中，在多模光纤中被激发出多种模式，在多模光纤另一端被耦合到单模光纤的包层中，最终在花生形熔接点发生干涉。利用光干涉原理，可以来测光纤周围量液位的高度。本实用新型专利技术具有结构简单价格便宜的优点，既可以直接安装在容器中在线测量，也可以封装成探头，随时随地测量，对于不同种类的液体，也可以有效地测量，液体的测量范围广。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于光纤传感
，具体涉及一种光纤液位传感器。整个装置包括光源，单模光纤，多模光纤，光谱仪，待测液体。利用单模光纤、多模光纤以及花生形熔接点构成马赫曾德干涉仪。入射光从单模光纤传输到多模光纤中，在多模光纤中被激发出多种模式，在多模光纤另一端被耦合到单模光纤的包层中，最终在花生形熔接点发生干涉。利用光干涉原理，可以来测光纤周围量液位的高度。本技术具有结构简单价格便宜的优点，既可以直接安装在容器中在线测量，也可以封装成探头，随时随地测量，对于不同种类的液体，也可以有效地测量，液体的测量范围广。【专利说明】光纤液位传感器
本技术属于光纤传感
，具体涉及一种光纤液位传感器。
技术介绍
随着光纤通信和光纤传感的飞速发展，光纤传感器得到了广泛的应用并随之迅速发展。由于光纤传感器绝缘性能好、防爆、耐腐蚀、耐水性好而且可以做成非常小巧的传感器，使得光纤液位传感器在液位测量领域发挥了巨大的作用。光纤液位传感器可以在实验室、光传感等领域得到广泛应用。本装置既可以直接安装在容器中在线测量，也可以封装成探头随时随地测量。测量的液体种类非常广泛，可以用于腐蚀性液体的测量。光纤传感头采用的材料为普通单模光纤和多模光纤，价格便宜，结构简单，同时制作方便，便于大规模应用。
技术实现思路
本技术属于光纤传感
，本技术的目的在于提供一种光纤液位传感器，能够对多种液体进行液位测量。所述的光纤液位传感器，其特征在于包括光源、普通单模光纤、光纤固定器、光纤传感结构、光谱仪、待测液体、液体容器，所述的光纤传感结构通过光纤固定器被垂直固定于装有待测液体的液体容器的内壁中，所述的光纤传感结构由普通单模光纤、多模光纤、花生形熔接点组成。所述的光纤液位传感器，其特征在于光源是采用波长为800nm-1640nm范围的平坦宽带光源。所述的光纤液位传感器，其特征在于光纤传感结构中的多模光纤长度为5_，多模光纤与花生形熔接点的距离为50mm。本技术专利的优点在于:所采用的光纤为普通单模光纤和少量的多模光纤，结构简单，成本低廉。光纤传感结构的熔接点形状类似花生形，与传统的锥形结构光纤相t匕，结构更紧凑不易断。另外，传感器的测量范围可以通过改变多模光纤与花生形熔接点的长度自由调节，对于不同的液体都可以有效测量，测量液体的种类广。【专利附图】【附图说明】图1是本技术结构示意图，图2是本技术光纤传感结构的组成示意图。【具体实施方式】下面结合说明书附图对本技术进一步说明。如图1所示，光纤液位传感器，包括光源1、普通单模光纤2、光纤固定器3、光纤传感结构4、光谱仪5、待测液体6、液体容器7，所述的普通的单模光纤2 —端与光源I连接，另一端与光纤传感结构4连接，光纤传感结构4另一端通过普通单模光纤2与光谱仪5连接，光纤传感结构4通过光纤固定器3被垂直固定于装有待测液体6的液体容器7的内壁中。如图2所示，光纤传感结构4由单模光纤、多模光纤、一个花生形熔接点组成。光纤传感结构4中多模光纤的一端与普通单模光纤2相连接，花生形熔接点的一端与普通单模光纤2相连接。本专利技术装置的工作方式为:光源发出的光输入到单模光纤中，单模光纤的另一端与多模光纤连接，单模光纤中光波导只存在一种模式即基模，当光波到达多模光纤时，更多的光波导模式被激发出来，在多模光纤中传播。如图2所示，光纤传感结构中多模光纤的两端与普通单模光纤连接，由于多模光纤的纤芯直径大于单模光纤的纤芯直径，一部分包含多种模式的光波导进入单模光纤的包层中，基模继续在单模光纤的纤芯中传播。单模光纤纤芯中基模的光波导与包层中包含多种模式的光波导在花生形熔接点耦合发生干涉。由于包层和纤芯的有效折射率不同，纤芯的光与包层中的光会有相位差，在光谱仪上可以观察到一系列的对应不同波长的波峰。当光纤传感结构外界液体高度发生变化时，包层中传输的模式光波的相位就会发生变化，从而导致干涉现象发生变化，通过光谱仪测量变化，从而来测量光纤传感结构周围液位的高度。整个装置如图1所示，光纤通过光纤固定器，主要是胶水，垂直的固定在容器内壁上，用于光纤传感结构在液体中，但不能完全浸没。由于液体的折射率与空气不同，不同深度的液体即传感部分置于液体的长度不同，造成纤芯的光与包层的光的相位差的改变，导致波峰漂移。不同的液位深度对应与不同的波峰，以此可用来测量液位。本技术能够实现液位测量的关键技术为:利用多模光纤使更多的光波导模式被激发出来，价格便宜，结构简单，同时制作方便，便于大规模应用；入射光从单模光纤传输到多模光纤中，在多模光纤中被激发出多种模式，在多模光纤另一端被耦合到单模光纤的包层中，最终在花生形熔接点发生干涉，当光纤传感结构外界液体高度发生变化时，包层中传输的模式光波的相位就会发生变化从而导致干涉现象发生变化，通过光谱仪测量变化，从而来测量光纤传感结构周围液位的高度。本实施例中，所用光纤为单模光纤，宽度为125 μ m,纤芯直径为8-10 μ m,所用光纤为多模光纤，宽度为125 μ m,纤芯直径为50 μ m,长度为50mm。【权利要求】1.光纤液位传感器，其特征包括光源(I)、普通单模光纤(2)、光纤固定器(3)、光纤传感结构(4)、光谱仪(5)、待测液体(6)、液体容器(7)，所述的光纤传感结构(4)通过光纤固定器(3)被垂直固定在装有待测液体(6)的液体容器(7)的内壁中，所述的光纤传感结构(4)由普通单模光纤、多模光纤和花生形熔接点组成。2.根据权利要求1所述的光纤液位传感器，其特征在于所述的光源(I)是采用波长为800nm-1640nm范围的平坦宽带光源。3.根据权利要求1所述的光纤液位传感器，其特征在于所述的光纤传感结构(4)中多模光纤的长度为5mm, 多模光纤与花生形熔接点的距离为50mm。【文档编号】G01F23/292GK203587177SQ201320680432【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日 【专利技术者】朱茜, 孙明明, 金永兴 申请人:中国计量学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
光纤液位传感器，其特征包括光源(1)、普通单模光纤(2)、光纤固定器(3)、光纤传感结构(4)、光谱仪(5)、待测液体(6)、液体容器(7)，所述的光纤传感结构(4)通过光纤固定器(3)被垂直固定在装有待测液体(6)的液体容器(7)的内壁中，所述的光纤传感结构(4)由普通单模光纤、多模光纤和花生形熔接点组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱茜，孙明明，金永兴，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：实用新型
国别省市：