【技术实现步骤摘要】
一种液位传感器及其构建方法、液位检测系统及检测方法
[0001]本专利技术属于液位检测
,更具体地,涉及一种液位传感器及其构建方法、液位检测系统及检测方法。
技术介绍
[0002]液位传感器在生活中的各个领域被广泛使用,尤其在工业生产及环境监测中不可或缺。现有的液位传感器种类繁多,按照是否与液体接触来分类,有浮筒式液位传感器、电容式液位传感器、磁致伸缩式液位传感器及超声波液位传感器等。浮筒式液位传感器是根据阿基米德定律和磁耦合原理设计而成,包括浮筒、弹簧、磁钢室和指示器通过指示器内磁感应元件和传动装置使其指示出液位。电容式液位传感器利用被测介质面的变化引起电容变化的一种变介质型电容液位传感器,将被测的非电量转化为电容量变化实现液位测量。磁致伸缩式液位传感器利用两个不同磁场相交时产生的应变脉冲信号被检测到的时间来计算出磁场相交点的准确位置,测量范围50~3000mm。超声波液位传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器,由压电晶片组成。这些传感器内部存在精密电子器件,封装良好。在工况良好的条件下有着优越的性能,但在复杂环境,如可燃的化合物,有污染的生化溶液等场合难以发挥应有作用。
[0003]光纤液位传感器具有可远程操控、体积小、抗腐蚀和电磁干扰等优点,因此可以应用于高风险、高污染等复杂环境。围绕光纤液位传感器已有诸多相关研究,然而如何进一步提高光纤液位传感器的灵敏度、提高检测精度仍然是本领域的一个重要研究课题。
技术实现思路
[0004]本专利技术通过提供一种液位传感器及其构建方法、液位检 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液位传感器,其特征在于,包括:第一单模光纤、毛细管光纤和第二单模光纤;所述毛细管光纤的第一端与所述第一单模光纤熔接,所述毛细管光纤的第二端与所述第二单模光纤熔接,所述第二单模光纤的尾端镀有反射膜;所述毛细管光纤上设置有F
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P腔串,所述F
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P腔串包括若干个F
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P腔,若干个所述F
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P腔具有相同的结构与相同的尺寸。2.根据权利要求1所述的液位传感器,其特征在于,所述第一单模光纤、所述毛细管光纤和所述第二单模光纤均去掉涂覆层,所述F
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P腔的深度为所述毛细管光纤的包层半径与所述毛细管光纤的芯层半径的差。3.根据权利要求1所述的液位传感器,其特征在于,所述毛细管光纤、所述第一单模光纤和所述第二单模光纤的外径均相同,外径的取值范围为124.3~125.7μm;所述第一单模光纤和所述第二单模光纤的内径相同,内径的取值范围为8.5~9.7μm;所述毛细管光纤的内径为5~50μm,所述毛细管光纤的长度为9800~10200μm;每个所述F
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P腔的腔长度为11~15μm,相邻两个所述F
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P腔之间的腔间距为520~560μm,每个所述F
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P腔的腔宽度为28~32μm。4.根据权利要求1所述的液位传感器,其特征在于,还包括:固定装置;所述固定装置用于固定拉直后的熔接结构,所述熔接结构为所述第一单模光纤、所述毛细管光纤和所述第二单模光纤依次熔接后得到的结构。5.一种如权利要求1
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4中任一项所述的液位传感器的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:利用光学仿真软件对毛细管光纤的结构参数进行仿真,得到满足预设条件的仿真参数信息;所述结构参数包括毛细管光纤的内径和长度,相邻两个F
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P腔之间的腔间距,以及每个所述F
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P腔的腔长度和腔宽度;基于所述仿真参数信息选择具有合适内径和长度的毛细管光纤,在第二单模光纤的尾端镀反射膜,将第一单模光纤、所述毛细管光纤和所述第二单模光纤依次熔接;基于所述仿真参数信息在所述毛细管光纤上加工出F
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P腔串,得到所述液位传感器。6.根据权利要求5所述的液位传感器的构建方法,其特征在于,对所述毛细管光纤的结构参数进行仿真时,首先基于毛细管光纤的内径、长度与归一化反射光功率的仿真结果图,确定所述毛细管光纤的内径和长度;其次基于毛细管光纤的腔长度、腔间距与归一化反射光功率的仿真结果图,确定每个所述F
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P腔的腔长度和相邻两个所述F
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P腔之间的腔间距;然后基于毛细管光纤的腔宽度与归一化反射光功率的仿真结果图,确定每个所述F
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P腔的腔宽度;最后根据所述毛细管光...
【专利技术属性】
技术研发人员:陶青,尹业钢,刘顿,陈列,杨奇彪,娄德元,成健,
申请(专利权)人:湖北工业大学,
类型:发明
国别省市:
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