一种光纤激光液位传感系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光纤激光液位传感系统，包括用于收发激光及解调的解调主机，解调主机的发射端和接收端均连接至环形器，环形器的另一端口与光开关输入端连接，光开关的输出端连接了至少一个光收发单元。本发明利用光来探测液位可以避免电磁干扰及静电打火。而环形器解决了现有发射接收部件安装的困难。本发明采用多个光收发器形成光探测阵列来探测液位，这样即使在储液容器剧烈震动和加速度变化时，也能较为精确地测量液位，此外，本发明利用多个光收发器可同时实现对多个储液容器液位的监测。
【专利说明】
一种光纤激光液位传感系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种光纤激光液位传感系统，属于液位监测领域。
【背景技术】
[0002]燃油箱、溶液灌等液体存储装置等一般都需要监测其中实际存储的液体容量。当前液位测量主要采取电容式等传统的模拟或数字电子传感技术测试液位的方法。但是在使用中普遍发现有以下两个主要问题:
[0003](I)当所测量的设备或环境出现剧烈振动或加速度变化时，电容法测量液位的方法无法准确、及时测得液位高度信息；
[0004](2)测得的传感电信号本身比较微弱、传输过程中又容易受到电磁干扰，直接导致测量信号的失真、甚至遗失和误报；
[0005](3)电容式测量方法有电与油的直接接触，任何电与油的直接接触都会有静电打火的问题，有很高的潜在风险。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明提出一种光纤激光液位传感系统，在油箱剧烈震动和加速度变化时，也能较为精确地测量液位。
[0007]技术方案:本发明采用的技术方案为一种光纤激光液位传感系统，包括用于收发激光及解调的解调主机，解调主机的发射端和接收端均连接至环形器，环形器的另一端口与光开关输入端连接，光开关的输出端连接了至少一个光收发单元。
[0008]优选地，所述光收发单元为准直器。所述解调主机的发射端为激光器。所述解调主机的接收端为光接收器。所述环形器为三端口环形器。
[0009]—种光纤激光液位传感系统，包括用于收发激光及解调的解调主机，解调主机的发射端通过发射光纤连接到准直器，解调主机的接收端通过回传光纤连接到聚光镜头。
[0010]优选地，所述发射光纤与回传光纤长度相等。所述发射光纤与回传光纤长度不等，并且所述聚光镜头安装在浮子上。
[0011]有益效果:本发明利用光来探测液位可以避免电磁干扰及静电打火。而环形器解决了现有发射接收部件安装的困难。本发明采用多个光收发器形成光探测阵列来探测液位，这样即使在储液容器剧烈震动和加速度变化时，也能较为精确地测量液位，此外，本发明利用多个光收发器可同时实现对多个储液容器液位的监测。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例1结构示意图；
[0013]图2为本发明实施例2结构示意图；
[0014]图3为本发明实施例3结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0016]实施例1:本实施例提出一种光纤激光液位传感系统。如图1所示，解调主机I内部具有激光器9、光接收器10以及解调电路11。激光器9发出的由解调电路11经过强度调制的激光经过光纤传输进入环形器2。光环形器2共有三个端口，激光器9发出的激光进入一个端口后，由另一个端口输出并进入光开关3。光开关3内部具有一通多的光通路，也就是一路输入多路输出，其中每个输出端口都连接一个准直器4。激光器9所发出的激光由光开关3选择传输至相应的准直器。从准直器4出来的激光垂直地入射到漂浮在液面上的目标散射体，并被散射体散射返回准直器4，再反向经过光开关环形器2的第三个端口进入解调主机I的光接收器10。光接收器10所接收的激光信号最终由解调电路11的光电转换电路放大整形后滤波，将滤波得到的信号与本振信号混频，然后再将混频后的信号与调制信号与本振信号混频的结果通过鉴相器鉴相，进而计算得出具体液位。
[0017]在实际使用中，如果多个准直器4都置于同一个储液容器内，就在储液容器内构成了一个光探测阵列，光开关3可以选择多个准直器4进行多次多点测量来探测液位。因此本实例这种光探测阵列可以对液面多点测量；当测量的液面处于波动状态时，可极大的提高液位测量的精度，因为传统单点的测量在液面波动时测出的液位是不准确的。储液容器中如果储存的是易挥发液体，例如汽油、水。这类挥发出来的低浓度的气体在储液容器内会衰减激光信号。因此在储液容器内插入鼓风管12，鼓风管12中的气流可降低油雾或水汽等对激光信号的衰减。
[0018]当对多个储液容器的液面测量时，每个储液容器内设置一个准直器4，并且在每个储液容器内设置鼓风管12以降低油雾或水汽等对激光信号的衰减，可实现一机多用的优势。
[0019]实施例2:本实施例提出一种光纤激光液位传感系统，如图2所示，解调主机I内部具有激光器9、光接收器10以及解调电路11。激光器9发出的激光经过发射光纤6传输直接进入准直器4，准直器4朝着漂浮在油液液面上的目标散射体发出激光。
[0020]准直器4一般布设于储液容器内，而储液容器内往往有较大浓度的油雾或水汽。激光被液面上配备的散射体散射后很容易被油雾或水汽散射而无法回到准直器4内。因此本实施例采用聚光镜头7单独用来接收被散射体散射的激光，同时，鼓风管12中的气流可降低油雾或水汽等对激光信号的衰减。之所以采用单独的聚光镜头7接收激光，而不是如实施例1那样使用同样的准直器4，是因为散射后的激光被油雾或水汽吸收散射后未必还会沿原路返回准直器4，在实际安装时聚光镜头7可以安装在最适合的角度和位置来接收到最强的散射光。本实施例中回传光纤8和发射光纤6长度相等。
[0021]聚光镜头7所接收的激光再由回传光纤8进入解调主机I的光接收器10，最终由解调电路11得出具体液位值，解调主机的解调过程与实施例1相同。
[0022]实施例3:如果储液容器内的油雾或水汽浓度极大，则采用图3的结构。如图3所示，解调主机I内部具有激光器9、光接收器10以及解调电路11。激光器9发出的激光经过发射光纤6传输直接进入准直器4，准直器4与安装在浮子上的聚光镜头7在同一条直线上，准直器4朝着漂浮在液面上的聚光镜头7发出激光，聚光镜头7直接接收准直器4所发射的激光并通过回传光纤8传回光接收器10，而不再依靠液面上散射体的散射光，因而可以最大程度地避免油雾或水汽的散射影响。接收到的激光信号最终由解调电路11得出具体液位值，解调主机的解调过程与实施例1相同。因而本实施例中回传光纤8比发射光纤6的长度略长。与其他实施例相同，本实施例在储液容器中也设置了鼓风管12，鼓风管12中的气流可降低油雾或水汽等对激光信号的衰减。
【主权项】
1.一种光纤激光液位传感系统，其特征在于，包括用于收发激光及解调的解调主机，解调主机的发射端和接收端均连接至环形器，环形器的另一端口与光开关输入端连接，光开关的输出端连接了至少一个光收发单元。2.根据权利要求1所述的光纤激光液位传感系统，其特征在于，所述光收发单元为准直器。3.根据权利要求1所述的光纤激光液位传感系统，其特征在于，所述解调主机的发射端为激光器。4.根据权利要求1所述的光纤激光液位传感系统，其特征在于，所述解调主机的接收端为光接收器。5.根据权利要求1所述的光纤激光液位传感系统，其特征在于，所述环形器为三端口环形器。6.一种光纤激光液位传感系统，其特征在于，包括用于收发激光及解调的解调主机，解调主机的发射端通过发射光纤连接到准直器，解调主机的接收端通过回传光纤连接到聚光镜头。7.根据权利要求6所述的光纤激光液位传感系统，其特征在于，所述发射光纤与回传光纤长度相等。8.根据权利要求6所述的光纤激光液位传感系统，其特征在于，所述发射光纤与回传光纤长度不等，并且所述聚光镜头安装在浮子上。
【文档编号】G01F23/30GK106017613SQ201610319365
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】刘宇, 钱亦非, 吴凤清, 张益华, 耿开胜, 薛建明
【申请人】江苏昂德光电科技有限公司