光纤传感液位计制造技术

技术编号:2536868 阅读:172 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种由光纤传感头、伺候机构、光电编码器和微型计算机系统组成的光纤传感液位计。能感知液面高度微小变化的光纤测头,精确测量任意长度的光电编码器和微型计算机,使该液位计的测量不确定度为±(0.2+0.05l)毫米。当输入被测液体的温度、密度和储液罐容积表等参数、微机能给出进出储罐的液体质量。它适用于石油及其制品贸易时的计量。(*该技术在1997年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种以光纤测头为敏感元件的液位计。适用于精确测量各种液体储存罐的液面高度,且特别适用于石油及其制品贸易时的计量。CN85202562U中介绍的光纤液位计主要由浮子、计数齿盘、钢索、重锤、光纤对及相应的光电器件、电路组成。当液面高度变化时,这种液位计的浮子所受的浮力发生变化,从而使浮子发生相应的运动。于是钢索带动计数齿盘转动。齿盘每转动一个齿,表示液面变化一单位高度。这种液位计的缺点是测量精度不高。这种液位计的钢索在离液面高h的定点处所受的力为F=mg+ (π)/4 d2hρg-SHρg式中m——浮子质量,d——钢索直径。ρ1——钢索密度,S——浮子截面积,H——浮子浸入液体深度,ρ——液体密度,g——重力加速度。从上式可以看出,当液面高度变化为10米时,直径为2毫米的钢索,其重力变化约为2.4牛顿,这需要直径为400毫米的园形浮子浸入密度为0.8的液体约2.5毫米,才能产生与之平衡的浮力。此外,计数齿盘每齿所代表的高度值,它转动时存在的阻力,都将进一步降低这种方法的测量精度。本专利技术的任务是要提供一种高精度的液位计,它测量液面高度的不确定度为±(0.2+0.05l)毫米,式中l为测量高度,单位为米。本专利技术的任务是以如下方式完成的图1是原理图。图2是本专利技术的光纤传感头的一种具体结构的剖面图。一个能感知液面微小变化的光纤传感头(1),将液面的变化以电讯号输出到微型计算系统,计算机控制步进(或伺候)电机(3)转动,电机的转动通过蜗杆(6),蜗轮(5)带动绕线鼓轮(4)转动,(4)的转动通过钢索(2)使光纤传感头(1)上下运动,当光纤传感头与液面的距离重新达到调定位置时,计算机使电机(3)停止转动。蜗轮(5)带动绕线鼓轮(4)转动的同时,通过联轴节也带动光电编码器(7)转动,于是光电编码器将光纤传感头移动的距离,即液面高度的变化值(或相对于某参照点的液面高度值),以二进制码输入计算机,从而实现对液面高度的计量,由于采用了计算机,能对温度等系统误差进行修正,从而获得精确的液面高度值。如果在测量液面高度的同时,向计算机输入被测液体的温度、密度及储罐的容积表等数据,则计算机能给出进出储罐的液体的质量。下面对光纤传感头作详细描述。反射镜(8)固定在浮子壳体(10)上。两个光纤测头(15)、(16)固定在测头座(9)上,测头座(9)有略高于光纤测头端面的环形凸台,以防止光纤测头端部碰伤反射镜工作面。测头座由钢索(2)连结于图1的绕线鼓轮(4)。起密封和弹性连结作用的膜片(13),由密封压圈(12)、(14)固定于浮子壳体(10)和测头座(9),膜片选用在被测液体中稳定的材料制成。压圈(14)的凸缘上安装有调整螺钉(17),通过(17)可以调整初始工作状态时光纤测头(15)、(16)端面和反射镜(8)反射面之间的距离。此距离一般不大于2毫米,以0.2至0.7毫米为佳。重块(11)使得当液面下降时,反射镜与光纤测头(16)的距离大于反射镜与光纤测头(15)的距离,当液面上升时反之。光源(18)以相同的光强射入光纤测头(16)、(15)的入射光纤,入射光纤将光投射到反射镜(8),反射光分别由(15)、(16)的出射光纤接收,并传送到光电元件(19),(19)是二象限管或对称光电池。由于使用两个光纤测头,并以两测头输出信号之比作为控制信号,故能有效地消除光源、接收元件、放大电路漂移的影响。光纤测头(15)与调整螺钉(17)的距离l1要尽量小。两个测头之间的距离l2的大小影响传感头的灵敏度,只要l2大于l1即可方便地使传感头的灵敏度满足实际需要。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由光纤传感头、电机及传动机构、光电编码器、微型计算机系统组成的光纤传感液位计,计算机控制电机(3)转动,电机(3)的转动通过蜗杆(6)、蜗轮(5)带动绕线鼓轮(4)转动,再通过钢索(2)使光纤传感头(1)上下运动,其特征是反射镜(8)固定在浮子壳体(10)上,能感知反射镜位置微小变化的两个光纤测头(15)、(16)固定在测头座(9)上,测头座(9)与浮子壳体(10)由密封膜片(13)弹性连结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由光纤传感头、电机及传动机构、光电编码器、微型计算机系统组成的光纤传感液位计,计算机控制电机(3)转动,电机(3)的转动通过蜗杆(6)、蜗轮(5)带动绕线鼓轮(4)转动,再通过钢索(2)使光纤传感头(1)上下运动,其特征是反射镜(8)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈镇钟
申请(专利权)人:吉林省计量测试技术研究所
类型:实用新型
国别省市:22[中国|吉林]

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