一种液体液位检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种液体液位检测装置，其包括宽带光源、光环形器、光开关、两根裸长周期光纤光栅、两根反射用光纤、液体槽、光谱仪，液体槽内上下各竖直设有周壁上有多个通孔的中空保护筒，光环形器的第1个端口与宽带光源的输出端连接、第2个端口与光开关的输入端连接、第3个端口与光谱仪的输入端连接，光开关的两个输出端对应与两根裸长周期光纤光栅的第一端连接，两根裸长周期光纤光栅的第二端对应与两根反射用光纤的非镀银端连接，且每根裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于一个中空保护筒的内腔中；优点是能准确反映周围液体液位的变化情况，故障率低、测量数据稳定、检测精度不受环境干扰。

A liquid level detection device

【技术实现步骤摘要】
一种液体液位检测装置
本技术涉及一种液位测量技术，尤其是涉及一种液体液位检测装置。
技术介绍
随着工业水平的不断发展，人们对液位测量的精度、广度和抗干扰性提出了越来越高的要求。目前，工业领域应用比较典型的液位测量技术有雷达检测、超声检测、光纤检测等。在雷达检测技术中，雷达传感器的测量信号的运行时间极短，这就给测量信号分析处理提出了极高的要求，且雷达传感器的价格昂贵、技术实施困难；在超声检测技术中，由于超声波的传播速度多受环境因数的影响，因此超声检测信号的可靠性较差、误差较大、校正补偿复杂；在光纤检测技术中，光纤检测的测量范围小、精度低、能量易损耗，不宜测量低粘度液位，长期测量稳定性差。近年来，光栅光纤的研究备受关注。光纤光栅具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且光纤光栅的谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此，光纤光栅在光纤通信和传感领域已得到了广泛的应用。目前，已报道的光纤光栅传感器可以对振动、频率、压力、电流等多种物理量进行测量。与传统的机械、电子传感器相比，光纤光栅传感器具有诸多优点，如：抗电磁干扰、电绝缘性能好、耐腐蚀、化学性能稳定、体积小、重量轻、几何形状可塑、传输损耗小、传输容量大、测量范围广等。因此，利用光纤光栅来检测液体液位值得研究。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便的液体液位检测装置，其依据光在液体中和空气中折射率的不同，裸长周期光纤光栅对外界折射率变化有较高的敏感性，光波在光纤内相互干涉的特点，来准确反映周围液体液位的变化情况，其故障率低、测量数据稳定、检测精度不受环境干扰。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液体液位检测装置，其特征在于包括宽带光源、用于实现光路非可逆传输的具有三端口的光环形器、光开关、两根分别用于检测高液位和低液位的裸长周期光纤光栅、两根反射用光纤、用于盛装液体的液体槽、光谱仪，所述的反射用光纤的第一端为非镀银端，所述的反射用光纤的第二端的端面上镀设有银形成镀银端，所述的液体槽的内腔的上部和下部各竖直设置有一个中空保护筒，所述的中空保护筒的周壁上均匀开设有多个与所述的中空保护筒的内腔相连通的通孔，所述的宽带光源的输出端与所述的光环形器的第1个端口连接，所述的光环形器的第2个端口与所述的光开关的输入端连接，所述的光开关的第1个输出端与第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅的第二端竖直穿过位于上方的所述的中空保护筒的内腔后与第1根所述的反射用光纤的非镀银端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于上方的所述的中空保护筒的内腔中，所述的光开关的第2个输出端与第2根所述的裸长周期光纤光栅的第一端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅的第二端竖直穿过位于下方的所述的中空保护筒的内腔后与第2根所述的反射用光纤的非镀银端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于下方的所述的中空保护筒的内腔中，所述的光环形器的第3个端口与所述的光谱仪的输入端连接。所述的液体槽的内腔中沿内壁竖直设置有一个固定架，两个所述的中空保护筒固定于所述的固定架上。设置固定架是为了更方便固定两个中空保护筒，其中一个中空保护筒位于固定架的上部，其位置为高警告液位，另一个中空保护筒位于固定架的下部，其位置为低警告液位。所述的液体槽的周壁的上部开设有进液口，所述的液体槽的周壁的下部开设有排液口。在此，通过进液口的进液操作和排液口的排液操作可以实现液体槽内液位的高低变化及液体的流动，从而可以仿真模拟真实条件下不断变化的液体液位。所述的宽带光源的输出端与所述的光环形器的第1个端口之间通过第一光纤连接，所述的光环形器的第2个端口与所述的光开关的输入端之间通过第二光纤连接，所述的光开关的第1个输出端与第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端之间通过第三光纤连接，所述的光开关的第2个输出端与第2根所述的裸长周期光纤光栅的第一端之间通过第四光纤连接，所述的光环形器的第3个端口与所述的光谱仪的输入端之间通过第五光纤连接。所述的第三光纤的第二端固定于位于上方的所述的中空保护筒的入口中，第1根所述的反射用光纤的非镀银端固定于位于上方的所述的中空保护筒的出口中；所述的第四光纤的第二端固定于位于下方的所述的中空保护筒的入口中，第2根所述的反射用光纤的非镀银端固定于位于下方的所述的中空保护筒的出口中。由于第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端与第三光纤的第二端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅的第二端与第1根所述的反射用光纤的非镀银端连接，因此将第三光纤的第二端固定于位于上方的中空保护筒的入口中，并将第1根反射用光纤的非镀银端固定于位于上方的中空保护筒的出口中，可使第1根裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于上方的中空保护筒的内腔中；同样，由于第2根所述的裸长周期光纤光栅的第一端与第四光纤的第二端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅的第二端与第2根所述的反射用光纤的非镀银端连接，因此将第四光纤的第二端固定于位于下方的中空保护筒的入口中，并将第2根反射用光纤的非镀银端固定于位于下方的中空保护筒的出口中，可使第2根裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于下方的中空保护筒的内腔中。所述的第三光纤的第二端与第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端之间、第1根所述的裸长周期光纤光栅的第二端与第1根所述的反射用光纤的非镀银端之间、所述的第四光纤的第二端与第2根所述的裸长周期光纤光栅的第一端之间、第2根所述的裸长周期光纤光栅的第二端与第2根所述的反射用光纤的非镀银端之间均采用光纤熔接机焊接实现连接。所述的宽带光源的输出端与所述的第一光纤的第一端之间、所述的第一光纤的第二端与所述的光环形器的第1个端口之间、所述的光环形器的第2个端口与所述的第二光纤的第一端之间、所述的第二光纤的第二端与所述的光开关的输入端之间、所述的光开关的第1个输出端与所述的第三光纤的第一端之间、所述的光开关的第2个输出端与所述的第四光纤的第一端之间、所述的光环形器的第3个端口与所述的第五光纤的第一端之间、所述的第五光纤的第二端与所述的光谱仪的输入端之间均通过一个光纤连接头连接。在实际连接时需注意保持光纤连接头的整洁卫生，以防止激光通过光纤连接头时产生较大的损耗。所述的中空保护筒为呈圆柱形的中空的塑料透明筒体，所述的中空保护筒的入口设置于所述的中空保护筒的轴向顶端面上，所述的中空保护筒的出口设置于所述的中空保护筒的轴向底端面上。在实际设计时，中空保护筒的结构不限，仅要求其入口和出口能够固定住光纤，且液体能够进入到中空保护筒中，使中空保护筒的内腔环境与中空保护筒的外部环境近似相同，如也可将中空保护筒设计为由呈圆柱形的中空的第一塑料透明筒体和呈圆锥形的中空的第二塑料透明筒体一体连接构成，中空保护筒的入口设置于第二塑料透明筒体的窄端端面上、出口设置于第一塑料透明筒体的轴向底端面上。所述的光开关选用1×2光开关。与现有技术相比，本技术的优点在于：1)该液体液位检测装置利用裸长周期光纤光栅对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体液位检测装置，其特征在于包括宽带光源、用于实现光路非可逆传输的具有三端口的光环形器、光开关、两根分别用于检测高液位和低液位的裸长周期光纤光栅、两根反射用光纤、用于盛装液体的液体槽、光谱仪，所述的反射用光纤的第一端为非镀银端，所述的反射用光纤的第二端的端面上镀设有银形成镀银端，所述的液体槽的内腔的上部和下部各竖直设置有一个中空保护筒，所述的中空保护筒的周壁上均匀开设有多个与所述的中空保护筒的内腔相连通的通孔，所述的宽带光源的输出端与所述的光环形器的第1个端口连接，所述的光环形器的第2个端口与所述的光开关的输入端连接，所述的光开关的第1个输出端与第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅的第二端竖直穿过位于上方的所述的中空保护筒的内腔后与第1根所述的反射用光纤的非镀银端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于上方的所述的中空保护筒的内腔中，所述的光开关的第2个输出端与第2根所述的裸长周期光纤光栅的第一端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅的第二端竖直穿过位于下方的所述的中空保护筒的内腔后与第2根所述的反射用光纤的非镀银端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于下方的所述的中空保护筒的内腔中，所述的光环形器的第3个端口与所述的光谱仪的输入端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种液体液位检测装置，其特征在于包括宽带光源、用于实现光路非可逆传输的具有三端口的光环形器、光开关、两根分别用于检测高液位和低液位的裸长周期光纤光栅、两根反射用光纤、用于盛装液体的液体槽、光谱仪，所述的反射用光纤的第一端为非镀银端，所述的反射用光纤的第二端的端面上镀设有银形成镀银端，所述的液体槽的内腔的上部和下部各竖直设置有一个中空保护筒，所述的中空保护筒的周壁上均匀开设有多个与所述的中空保护筒的内腔相连通的通孔，所述的宽带光源的输出端与所述的光环形器的第1个端口连接，所述的光环形器的第2个端口与所述的光开关的输入端连接，所述的光开关的第1个输出端与第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅的第二端竖直穿过位于上方的所述的中空保护筒的内腔后与第1根所述的反射用光纤的非镀银端连接，第1根所述的裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于上方的所述的中空保护筒的内腔中，所述的光开关的第2个输出端与第2根所述的裸长周期光纤光栅的第一端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅的第二端竖直穿过位于下方的所述的中空保护筒的内腔后与第2根所述的反射用光纤的非镀银端连接，第2根所述的裸长周期光纤光栅完全竖直悬置于位于下方的所述的中空保护筒的内腔中，所述的光环形器的第3个端口与所述的光谱仪的输入端连接。


2.根据权利要求1所述的一种液体液位检测装置，其特征在于所述的液体槽的内腔中沿内壁竖直设置有一个固定架，两个所述的中空保护筒固定于所述的固定架上。


3.根据权利要求1所述的一种液体液位检测装置，其特征在于所述的液体槽的周壁的上部开设有进液口，所述的液体槽的周壁的下部开设有排液口。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种液体液位检测装置，其特征在于所述的宽带光源的输出端与所述的光环形器的第1个端口之间通过第一光纤连接，所述的光环形器的第2个端口与所述的光开关的输入端之间通过第二光纤连接，所述的光开关的第1个输出端与第1根所述的裸长周期光纤光栅的第一端之间通过第三光纤连接，所述的光开关的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐叶慧，潘雪丰，王杰，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33