一种双发单收光路的光纤液位测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水利水文检测技术，更具体涉及一种双发单收光路的光纤液位测量装置，适用于自来水厂、游泳池，舰船舱内水位等需要液体液位信息等领域。
【背景技术】
[0002]传统水电站水位测量，往往由浮球及多芯电缆构成，存在电缆容易遭雷击而损毁、雷电沿电缆传输至电站控制室，把主控设备烧毁等重大安全隐患。针对上述情况本人发明了一种光纤液位测量装置(专利号:CN 203672456U)。这种装置功能本质安全、彻底防雷击可以完美解决上述液位计缺陷。在实际应用中发现光纤的热光效应会影响该装置的测量精度，引起测量误差。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供了一种双发单收光路的液位测量装置，通过采用双发单收来形成内外光路，利用内外光路通过相同长度的光纤产生的光程差相同来消除由热光效应引起的测量误差。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，包括竖直设置的管体、1*2光分路器及信号处理器，所述信号处理器包括CPU及均与其信号连接的外光路激光器、内光路激光器、光检测器，所述管体的下端设置有液体进口，所述管体上端设置有带有通光孔的安装板，所述管体内设置有浮子，所述安装板上设置有调节架，所述调节架上固定连接有出射光准直器和接收光准直器，所述出射光准直器通过外光路出射光纤与所述外光路激光器信号连接，所述接收光准直器通过外光路接收光纤与所述1*2光分路器的一个输出端信号连接，所述1*2光分路器的另一个输出端通过内光路光纤与内光路激光器信号连接，所述1*2光分路器的输入端通过光纤与所述光检测器连接，所述外光路出射光纤与外光路接收光纤的长度之和与所述内光路光纤的长度相等。
[0005]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下进一步的技术改进。
[0006]进一步，所述光检测器为雪崩光电二极管(APD)。
[0007]进一步，所述液体进口处设置有滤网。
[0008]进一步，所述调节架外罩有保护壳。
[0009]进一步，所述保护壳与所述安装板连接。
[0010]进一步，所述管体由防水防腐塑料或不锈钢制成。
[0011]本实用新型的有益效果是:使用双发单收光路可以解决由热光效应产生的测量误差，大大提高测量精度;该测量装置大大延长光纤的距离，即便光纤很长也不会差生误差，非常有实用价值。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型提供的测量装置的整体框架示意图；
[0013]图2为本实用新型信号处理器内部示意图。
[0014]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0015]1，信号处理器；1-1，CPU; 1-2，外光路激光器；1-3，内光路激光器；1-4，光检测器；2，外光路出射光纤;3，内光路出射光纤;4，保护壳;5，调节架;6，出射光准直器;7，浮子;8，滤网；9，管体;10,安装板;11，接收光准直器;12，外光路接收光纤；13，内光路接收光纤；14，1*2光分路器。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0017]如图1及图2所示，本实用新型提供一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，包括竖直设置的管体9、1*2光分路器14及信号处理器1，所述信号处理器1包括CPU1-1及均与其信号连接的外光路激光器1-2、内光路激光器1-3、光检测器1-4，所述管体9的下端设置有液体进口，所述管体9上端设置有带有通光孔的安装板10，所述管体9内设置有浮子7，所述安装板10上设置有调节架5，所述调节架5上固定连接有出射光准直器6和接收光准直器11，所述出射光准直器6通过外光路出射光纤2与所述外光路激光器1-2信号连接，所述接收光准直器11通过外光路接收光纤12与所述1*2光分路器14的一个输出端信号连接，所述1*2光分路器14的另一个输出端通过内光路光纤与内光路激光器1-3信号连接，所述1*2光分路器14的输入端通过光纤与所述光检测器1-4连接，所述外光路出射光纤2与外光路接收光纤12的长度之和与所述内光路光纤的长度相等。
[0018]在上述技术方案的基础上本实用新型还可以做如下进一步技术改进。
[0019]进一步，所述光检测器1-4为雪崩光电二极管APD。
[0020]进一步，所述液体进口处设置有滤网8。
[0021 ]进一步，所述调节架5外罩有保护壳4。
[0022]进一步，所述保护壳4与所述安装板10连接。
[0023]进一步，所述管体9由防水防腐塑料或不锈钢制成。
[0024]本实用新型提供的测量装置的工作原理为:工作时由CPU1-1控制外光路激光器1-2产生一束调制激光光波，该光波通过外光路出射光纤2传输至出射光准直器6，出射光准直器6将发散的激光波准直后发射至浮子7表面，接收光准直器11可将经浮子7的反射的激光光波接收并利用外光路接收光纤12将激光光波传输至信号1*2光分路器14。经过1*2光分路器的激光光波被光检测器APD1-4探测到后转换成电信号并传递给CPU1-1，CPU1-1根据时差可计算出单次运行的光程差UhU卜=h*2+l*(n+An)式中U卜为光程差;h为浮子7到出射光准直器6的距离;式中1为外光路光纤长度;η为光纤固有折射率；Δ η为由热光效应产生的折射率，该折射率随着温度的变化而变化。当外光路光程差计算出后CPU1-1控制内光路激光器1-3产生另一束调制激光光波，该光波通过内光路出射光纤3并直接由内光路接收光纤13(内光路出射光纤3直接与内光路接收光纤13连接构成内光路光纤，也可直接使用一根光纤作为内光路光纤直接连接内光路激光器1-3和1*2光分路器14)传输至1*2光分路器14后由APD1-4转换为电信号，CPU1-1再次根据时差计算出单次运行的光程差L内，L内=1*(η+Δη)式中L内为光程差，式中1为内光路光纤长度;η为光纤固有折射率；Δ η为由热光效应产生的折射率，该折射率随着温度的变化而变化。内外光路的光纤长度相同，两式相减可得UrL内=h*2，式中可看出由热光效应产生的△ η会抵消从而消除热光效应产生的测量误差，即CPU1-1测得的Ul.与ΙΛ直接相减即可换算得水位高度。
[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，包括竖直设置的管体(9)、1*2光分路器(14)及信号处理器(1)，所述信号处理器(1)包括CPU(l-l)及均与其信号连接的外光路激光器(1-2)、内光路激光器(1-3)、光检测器(1-4)，所述管体(9)的下端设置有液体进口，所述管体(9)上端设置有带有通光孔的安装板(10)，所述管体(9)内设置有浮子(7)，所述安装板(10)上设置有调节架(5)，所述调节架(5)上固定连接有出射光准直器(6)和接收光准直器(11)，所述出射光准直器(6)通过外光路出射光纤(2)与所述外光路激光器(1-2)信号连接，所述接收光准直器(11)通过外光路接收光纤(12)与所述1*2光分路器(14)的一个输出端信号连接，所述1*2光分路器(14)的另一个输出端通过内光路光纤与内光路激光器(1-3)信号连接，所述1*2光分路器(14)的输入端通过光纤与所述光检测器(1-4)连接，所述外光路出射光纤(2)与外光路接收光纤(12)的长度之和与所述内光路光纤的长度相等。2.根据权利要求1所述的一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，所述光检测器(1-4)为雪崩光电二极管。3.根据权利要求1所述的一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，所述液体进口处设置有滤网(8)。4.根据权利要求1所述的一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，所述调节架(5)外罩有保护壳(4)。5.根据权利要求4所述的一种双发单收光路的光纤液位测量装置，其特征在于，所述保护壳(4)与所述安装板(10)连接。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种双发单收光路的光纤液位测量装置，所述管体(9)由防水防腐塑料或不锈钢制成。
【专利摘要】本实用新型涉及水利水文检测技术，更具体涉及一种双发单收光路的光纤液位测量装置，包括管体、1*2光分路器及信号处理器，信号处理器包括CPU及均与其信号连接的外光路激光器、内光路激光器及光检测器，管体上端有带有通光孔的安装板，管体内有浮子，安装板上有调节架，调节架上固定有出射光准直器与和接收光准直器，出射光准直器通过光纤与外光路激光器连接，接收光准直器通过光纤与1*2光分路器的一个输出端连接，其另一个输出端通过光纤与内光路激光器连接，1*2光分路器的输入端通过光纤与光检测器连接，外光路出射光纤与外光路接收光纤的长度之和与内光路光纤的长度相等。本实用新型的有益效果为，消除热光效应产生的测量误差，提高测量精度。
【IPC分类】G01F23/68
【公开号】CN205138602
【申请号】CN201520933693
【发明人】陈银, 邹亮, 陈鹏, 刘高军, 潘凌, 舒来, 武治国
【申请人】武汉新烽光电股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月20日