干涉条纹计数法光纤Fabry-Perot腔液位传感器

提出一种抗光源波动和外界干扰的条纹计数法光纤Fabry-Perot腔干涉型液位传感器.为适应这种条纹计数法对应变大挠度的要求,采用波纹管作应力弹性元件;对干涉条纹走向(或液位升降判向),分别提出实用的硬件设计方案和计算机软件处理办法;给出一种腔长温度补偿设计;实际制作了双光路光纤Fabry-Perot腔液位传感器,进行了实际气压模拟试验和实际水位测量试验,取得了良好结果.

基于错位和花生形结构的全光纤马赫-曾德干涉仪的研究

研究了一种基于错位和花生形结构的全光纤马赫-曾德干涉仪,进行了液位和曲率的测量实验,利用错位结构将纤芯模式激发到包层,包层模式经过花生形结构被耦合到纤芯与原有的纤芯模式发生干涉。包层模式对外界物理量如折射率、应力的变化敏感,导致透射光谱漂移。波谷波长的漂移量与液位和曲率的变化成线性关系,利用波谷的漂移实现液位和曲率的测量。在液位实验中,在水位变化范围为1.00~5.00cm时,波谷向短波方向漂移,灵敏度最高为-0.68nm·cm^(-1),线性拟合度为0.995 4。在曲率实验中,曲率的变化范围为0.3~1.2 m^(-1)时,波谷向长波方向漂移,灵敏度最高为22.47nm·m,线性拟合度为0.986 4,表现出较高的灵敏度。错位结构和花生形结构被用于组成马赫-曾德干涉仪,用普通的光纤熔接机和普通单模光纤即可熔接,结构和制作方法简单,灵敏度高,尤其在曲率的测量中表现出较高的灵敏度。

基于光纤FTIR效应的连续式液位传感器研究

光束在宏弯的光纤内传播时会发生能量损耗并辐射到光纤包层外,引起受抑全内反射,辐射的能量同时受外界环境折射率的影响,因而可用于液位传感。因现有传感器受光源和外界环境干扰较大,信噪比较差,成本较高,为了解决这一问题,该文提出了一种双光纤扭绞结构的连续式液位传感器。通过理论和实验分析证明,宏弯光纤能量回馈到传感结构中并受外界环境折射率的调制。通过搭建实验平台进行测试,发现液位高度从350mm下降到0的过程中,暗场光纤末端功率值近似线性从0.448μW降到0.15μW,液位区分度达到4dB。同时,该文对影响液位传感器测量的主要因素进行了分析验证。

光纤传感器在液位检测中的应用

针对目前科学研究和工业生产中常遇到的液位检测问题,介绍一种基于光学全反射和折射原理的光纤传感器,重点论述了传感器探头形状、光源的选择对传感器性能的影响,对传感器的光学传输特性进行了分析。与传统的液位传感器相比,该传感器不受电磁干扰的影响,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。

基于双光纤布喇格光栅的液位传感器

设计了一种基于双光纤布喇格光栅的新型液位传感器,导出了双光纤布喇格光栅的波长漂移差与液位的关系。圆盘上受到的液体压力导致等腰三角形悬臂梁变形,从而导致安装在悬臂梁两边的光纤布喇格光栅的布喇格波长漂移。通过检测两个布喇格光栅的波长漂移差,得到被测液位。双光纤布喇格光栅通过补偿温度效应,解决了光纤布喇格光栅传感器的交叉敏感问题。该液位传感器的动态测量范围为2～3000mm。实验表明,双光纤布喇格光栅的中心波长随液位的增加分别向长波和短波方向漂移,而带宽几乎不变,实验和理论符合较好,该设计方案是切实可行的。

光纤液位传感器综述

本文综述了工业液位传感器的使用要求和概况，详细论述了目前国内外各类光纤液位传感器的原理、结构、特点、技术水平和发展状况。

半椭球形和子弹头形光纤传感探头的耦合特性

利用光路追踪程序,对于不同光纤参数条件下半椭球形和子弹头形光纤传感探头的耦合特性进行了研究。研究结果表明:对于半椭球形探头,当长短轴之比在1.15和1.3附近时存在一个耦合最佳结构;而对于子弹头形探头,仅变成圆形时为最佳。这两种探头容易制作,半椭球形探头的耦合效率高于子弹头形。

双光路光纤液位测量系统的研制

介绍了一种用于光纤液位传感器的电路测量系统。根据光纤光强调制的特点,设计了一种采用LD激光器以及能够进行对称补偿的双光路接收电路,消除了外界环境非测量因素的干扰。经现场试验,得到了理想的测量结果,证明可用于石化工业等危险环境的液位高效在线连续测量。

光纤点式液位传感技术的研究现状

光纤液位传感器由于其具有电气隔离、抗电磁干扰、耐腐蚀等特性,适合在易燃易爆的环境下安全工作。光纤传感器一般都是根据光导纤维中的光信号在不同介质中传输特性不同,来对液位进行测量。光纤液位传感器包含连续液位传感器与点式液位传感器,点式液位传感器用于对特定液位点进行指示和报警。本文介绍了基于光的受抑全内反射、菲涅尔反射、光的散射、光纤的弯曲损耗4种原理的光纤点式液位传感器,并分析了每种传感器的结构与工作原理、精度等重要性能及优缺点,最后描述了其发展现状与趋势。

温度对光纤法-珀液位传感器腔深度的影响与补偿

在深入研究温度对光纤法珀液位传感器腔深度影响的基础上,提出一种特别的腔结构设计,可以几乎完全补偿温度对FP腔深度影响,使得腔的温度稳定性很好.这种压力式全光型光纤液位传感器的安装非常方便,特别适合于对已有的装载易燃易爆物质的大型油罐、储液罐等进行自动化监测与管理,也适合于一般工业生产与生活中液位的精密监控.

用于中子衍射的原位应力加载装置

一种小型化的应力加载系统,配合中子衍射应力谱仪可实现对多晶材料的原位测量,为进一步获得材料内部相、织构与应力演化的原位中子衍射实验结果,建立基于微观机制的材料宏观本构模型提供可能。该系统利用伺服电机提供动力,机架使用7050铝合金材料制造,系统的拉伸强度可达10kN,运动速度可调(1μm/s^1mm/s)。试样拉伸(压缩)时,S型传感器内部应变片变形产生电压信号,再经PLC处理后得到试样应力与应变之间关系。通过与英斯特朗5967实验拉伸机针对同一钢质试样进行对比实验发现,应力-应变曲线一致性良好。

光纤液位传感器信号采集系统的研究与设计

光纤液位传感器信号采集系统的优劣,直接关系到系统感知的外界信息能否不失真地传回中央控制系统。考虑到光纤液位传感器对外界信息感知的高精度、低时延、低温漂、大量程的基本要求,设计一种自动转换量程的光信号采集电路。系统利用程控放大器CD4051对信号进行判断,并能够智能选择量程,确定放大电路的反馈电阻。通过调理电路放大、滤波、跟随后对信号进行A/D转换,并将转换后的数字信号传递给FPGA主控芯片分析处理。测试结果表明,该光信号采集系统能够实现1 n W^10 m W范围内的光信号的采集,线性度好,误差小于±0.96%,精度高,适用于光纤传感领域。

双波纹管补偿式差动光纤液位计

本文给出了一种双波纹管结构光纤液位传感器。该传感器能以差动方式工作，特别适于石油、化工产品的液位测量。在设计中，采用了全光路补偿方法和多种温度补偿技术，使得该光纤液位计具有自动补偿性能，克服了光源强度起伏和环境温度变化这两大主要因素对结构式强度型光纤传感器测量精度的影响。

对射式螺旋形光纤液位传感器的设计与实现

介绍了一种将对射和螺旋两种结构结合在一起的光纤液位传感器。该传感器以两根侧发光光纤为基础,其中一根作为发射光纤,另一根作为接收光纤,当液面变化引起外部介质折射率发生变化时,发射光纤中光功率的损耗量会发生变化,耦合进入接收光纤的光功率会随之变化,通过检测此变化量即可获知液面高度信息。相对于直接使用两根直侧发光光纤对射的结构而言,螺旋结构的引入会提高光功率相对变化量,从而使其获得更好的性能。实验结果表明,该传感器能够实现液位的连续测量,并具有较好的重复性能。

光纤高温液位传感器及其控制系统

文中利用光纤耐高温、耐腐蚀、抗干扰性强等特点 ,研制了高温光纤液位传感器及控制系统 ,很好地解决了石油 ,化工等工业中聚合管液位检测与控制问题。

基于非本征Fabry-Perot腔光纤液位传感器研究

介绍了适用于液位测量的强度型非本征法布里-珀罗(F-P)腔光纤液位传感器的结构设计及其性能.实验观察到F-P腔具有良好的多周期输出特性和局部的线性特性,选用局部的1/4周期输出线性段作为线性工作区间可对液位进行高准确度、连续性测量.恰当选择敏感组件的尺寸可设计不同量程的传感器.实验结果表明,传感器测量3.5 m水位时,精确度为±2mm,最小分辨率为1mm.

双绞式受抑全内反射无源光纤液位传感系统设计（英文）

为满足某些国家工程的发展需要,比如说航天领域内,液态燃料液位监测作为飞行指标考核的一个关键参数,检测精度直接影响到各类飞行器的指标实现效率。基于塑料光纤弯曲损耗和受抑全内反原理,设计了一种可实现单点离散与多点连续的液位传感系统。理论分析后,使用实际器材验证理论分析,阐述了操作原则、系统结构和技术优势,分析了进行液位测量的可行性。根据理论分析的结果,基于已有器材搭建了离散和连续式液位传感系统,同时设计了一套实验装置并利用该装置对传感系统进行了验证实验。实验结果表明:所提出的新型液位传感系统不仅可以实现液位的测量,而且具有较好的测量一致性和易实现性。其中连续液位测量系统达到了测试量程450 mm,测试灵敏度为0.808 3μW/mm的液位测量。对工程应用领域的具有较好的参考意义。

新型光纤液位测量系统的研究

利用光纤的全反射特性及不同折射率物质界面上反射光强度不同的原理 ,设计一种基于光强调制的光纤液位测量系统。通过测量反射光强度的变化 ,获得有关液位的信息。仪器安装在液体容器的顶部 ,探头由两根光纤构成 ,信号处理系统全部在被测体外部。具有检测现场无电、防爆、防静电、无机械活动部件、能长距离在线测量、长期运行稳定和体积小等优点 。

激光雷达光纤液位仪的光学系统

提出了一种新型激光雷达光纤液位仪光学系统，对模拟油罐实现了全光无电一次性检测。这一采用对称补偿技术的发射接收共轴式光学系统能够克服许多不利因素，取得了较为满意的实验结果。

光纤液位传感器光学系统的研究

光纤液位传感器的光学系统采用对称补偿结构技术 ,以发射和接收同轴结构的技术方案 。