反射式数字码型全光纤液位传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种反射式数字码型全光纤液位传感装置，在一壳体内设置有浮子、反射式数字编码尺，所述浮子上固设有一定位杆，所述定位杆插入到所述反射式数字编码尺上设置的凹槽导轨中并在凹槽导轨中滑动，由一组Ｙ形光纤分束器的公共端组成的光纤阵列探头接入到壳体内；所述光纤阵列探头的光纤等间距成排固定在所述浮子上，所述反射式数字编码尺的不同高度位置设置有与所述光纤阵列探头的光纤位置对应的编码反射镜组；一光源输入所述Ｙ形光纤分束器的光纤束输入口，经所述光纤阵列探头入射到所述反射式数字编码尺，所述反射式数字编码尺的反射光反射回所述光纤阵列探头从而形成一个二进制编码液位信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测控
中测量液位的数字光纤液位计，更具体地说，本专利技术涉 及一种基于光纤光反射原理的数字式编码全光纤液位测量传感装置，用于对各种基本透明 液体的液位在液面晃动情况下实施稳定、可靠的测量。
技术介绍
从20世纪70年代中期开始，由于光纤传感器的无源特性，对被测对象无任何影 响，抗电磁干扰，具有耐高温，耐高压，抗腐蚀，可在有毒、核辐射等恶劣环境下正常工作，光 纤传输频带宽，动态范围大，光纤传感器外形没有限制的特点，而被广泛应用。现有的大多数光纤液位传感器，是通过测量随着液位的变化而产生的光强度变化 来获得连续变化的液位数值。这种光纤液位传感器采用的测量方法为测量液位的连续 压强变化然后换算成液位变化，其测量结果易受液体密度变化影响、环境压强变化影响，以 及传感器长期漂移的影响，难以实现稳定、可靠的高精度测量，而且动态情况下难以准确工 作，不能对各种基本透明液体的液位在液面晃动情况下实施稳定、可靠的高精度测量。本领 域中迫切需要一种能在液面晃动和各种复杂环境变化下的仍能实施稳定可靠工作的液位 测量传感装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种反射式数字码型全光纤液位传感装置，该装置可解决如 下技术问题液位高度变化采用数字编码方式传输，无电流测量信号输出，并能抗各种环境 干扰，停电后重新启动不需重新校零，即使在液面波动时，仍能保持对液位变化进行自动可 靠传输。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的一种反射式数字码型全光纤液位传感装置，在一壳体内设置有浮子、反射式数字 编码尺，所述浮子上固设有一定位杆，所述定位杆插入到所述反射式数字编码尺上设置的 凹槽导轨中并在凹槽导轨中滑动，由一组Y形光纤分束器的公共端组成的光纤阵列探头接 入到壳体内；所述光纤阵列探头的光纤等间距成排固定在所述浮子上，所述反射式数字编 码尺的不同高度位置设置有与所述光纤阵列探头的光纤位置对应的编码反射镜组；—光源输入所述Y形光纤分束器的光纤束输入口，经所述光纤阵列探头入射到所 述反射式数字编码尺，所述反射式数字编码尺的反射光反射回所述光纤阵列探头从而形成 一个二进制编码液位信号。二进制编码液位信号的产生机理为由于反射式数字编码尺的不同高度位置设置 有与光纤阵列探头的光纤位置对应的编码反射镜组，这样光纤阵列探头的不同光纤能得到 编码反射镜组反射回来的不同光信号从而形成一个二进制编码液位信号。进一步地，所述传感装置还设有一与所述Y形光纤分束器的接收端光纤连接的光 接收单元，所述光接收单元将所述二进制编码液位信号转换成对应的液位编码，传送给一微机信号处理单元得到液位数字信号。 进一步地，所述反射式数字编码尺上设有按二进制设计的编码反射镜组。 本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果。本专利技术提供的反射式数字码型全光纤液位传感装置，利用浮子上特制的光纤阵列 探头与反射式数字编码尺构成一个敏感编码带，通过浮子跟踪液位运动来带动光纤阵列探 头移动获得二进制编码液位信号。通过光接收单元将所得二进制编码液位信号转换成对应 的液位编码，传送给微机信号处理单元得到液位数字信号。其主要优点如下①无电信号输出，抗电磁干扰②抗气泡干扰；③抗波动、倾斜 干扰和加速度的干扰④抗温度、液体密度、介电常数以及折射率等变化引起的各种干扰。 液位高度信息采用数字编码，停电后重新启动不需重新校零，断电恢复后即可恢复测量，长 期稳定性好。本装置结构简单，体积小重量轻，便于使用。本专利技术在不降低分辨率的情况下， 可大幅度减少光纤数量，提高产品的工艺性。附图说明现结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明图1为本专利技术光纤阵列探头的结构三视图；图2为本专利技术反射式数字编码尺的编码示意图；图3为本专利技术光传输原理示意图；图4为本专利技术Y形光纤分束器的工作示意图；图5为本专利技术的整体结构俯视示意图。图中1.光源2. Y形光纤分束器，3.光纤阵列探头，4.反射式数字编码尺， 5、光接收单元， 6.微机信号处理单元，7.凹槽导轨，8.浮子，9.外壳具体实施例方式如图5所示为本专利技术的整体结构示意图，本专利技术数字码型全光纤液位传感装置主 要由光纤阵列探头3(其结构图可以参考图1)、反射式数字编码尺4(其编码示意图可以参 考图2)、凹槽导轨7、浮子8、壳体9组成。壳体9的顶部设有一光纤束连接头，一组Y形光 纤分束器2的公共端组成光纤阵列探头3并引入到壳体9内，光纤阵列探头3的光纤等间 距成排固定于浮子8上，浮子8上固设有一根定位杆，定位杆插入到反射式数字编码尺4上 设置的凹槽导轨7中，浮子8随着液位变化在反射式数字编码尺4的凹槽导轨7内上下运 动。随着浮子8的上下移动，浮子8上的光纤阵列探头3跟随液位变化上下移动；反射式数 字编码尺4的不同高度位置设置有与光纤阵列探头3的光纤位置对应的编码反射镜组；浮 子8上的光纤阵列探头3的出射光投射到反射式数字编码尺4的编码反射镜组上然后反射 回来，光纤阵列探头3接收编码反射镜组的反射光得到一个二进制编码液位信号。反射式数字编码尺4上设有按二进制设计的编码反射镜组。液位检测时可根据不 同的检测精度要求采用不同的反射镜组编码，由光纤阵列探头3接收对应的反射镜组编码 反射信号。这样就可以在不降低分辨率的情况下，大幅度减少光纤数量，提高产品的工艺 性。如图3所示为本专利技术光传输原理示意图，由光源1发出等亮度的平行光线，光线射 入一组Y形光纤分束器2的入射端，参见图4，入射光由该组Y形光纤分束器2的公共端所 组成的光纤阵列探头3出来，光纤阵列探头3所在的浮子8跟踪液位变化，光纤阵列探头3 的出射光投射到反射式数字编码尺4的编码反射镜组上反射回来，光纤阵列探头3光纤接 收编码反射镜组的反射光信号，再经过光接收单元5、微机信号处理单元6得到一个液位数 字信号。反射式数字编码尺4的不同高度位置设置有与光纤阵列探头3的光纤位置对应的 编码反射镜组；光纤阵列探头3的不同光纤，处于没有反射镜组位置的光纤则得到“0"的 暗信号，其他光纤则得到“1”信号，参见图2，黑圈表示没有反射镜组位置，白圈表示有反射 镜组位置。此时，与Y形光纤分束器2的接收端光纤连接的光接收单元5将所得二进制编 码液位信号转换成对应的液位编码，传送给微机信号处理单元6，得到液位数字信号。本专利技术提供的反射式数字码型全光纤液位传感装置利用浮子上特制的光纤阵列 探头3与反射式数字编码尺4构成一个敏感编码带，通过浮子跟踪液位运动来带动光纤阵 列探头3移动获得二进制编码液位信号。通过光接收单元5将所得液位光编码信号形成对 应的液位编码电信号，传输给微机信号处理单元6得到数字编码液位数字信号。本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的 使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制，只要是根据 本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。权利要求一种反射式数字码型全光纤液位传感装置，在一壳体内设置有浮子、反射式数字编码尺，其特征在于所述浮子上固设有一定位杆，所述定位杆插入到所述反射式数字编码尺上设置的凹槽导轨中并在凹槽导轨中滑动，由一组Y形光纤分束器的公共端组成的光纤阵列探头接入到壳体内；所述光纤阵列探头的光纤等间距成排固定在所述浮子上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式数字码型全光纤液位传感装置，在一壳体内设置有浮子、反射式数字编码尺，其特征在于：所述浮子上固设有一定位杆，所述定位杆插入到所述反射式数字编码尺上设置的凹槽导轨中并在凹槽导轨中滑动，由一组Ｙ形光纤分束器的公共端组成的光纤阵列探头接入到壳体内；所述光纤阵列探头的光纤等间距成排固定在所述浮子上，所述反射式数字编码尺的不同高度位置设置有与所述光纤阵列探头的光纤位置对应的编码反射镜组；一光源输入所述Ｙ形光纤分束器的光纤束输入口，经所述光纤阵列探头入射到所述反射式数字编码尺，所述反射式数字编码尺的反射光反射回所述光纤阵列探头从而形成一个二进制编码液位信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，皋魏，席刚，仝芳轩，周正仙，
申请(专利权)人：上海华魏光纤传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]