[发明专利]利用光学衰荡信号测量液位的系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种利用光学衰荡信号测量液位的系统。

背景技术

光纤传感器由于具有很多优点, 并且与传统传感器相比具有一些不可替代的功能, 因而得到日益广泛的应用。光纤传感技术的防爆、无源、抗电磁干扰、防火、体积小、重量轻、复用性好、响应速度快、易与光纤传输系统组成遥测网络等优点而被广泛地应用于各行各业，尤其是在液体测量领域。

在光纤传感器中, 干涉型的传感器精度最高，干涉型光纤传感器按其结构分为迈克耳逊、马赫曾德尔、赛格纳克和法布里珀罗( FabryPerot ) 腔( 简称FP) 等几种类型，光纤FP 腔干涉式传感器结构简单, 较易实现, 是常用的干涉型光纤传感器，它不仅具有一般光纤传感器可靠性好、抗电磁干扰、抗腐蚀等特点, 还具有测量精度高、动态范围大、线性度好等优良特性, 并因为只使用一根光纤就可实现传感测量而得到广泛研究。 光纤FP 型传感器传感头体积小, 可制成嵌入式灵巧结构型光纤传感器, 国外有将其用于大坝、桥梁等建筑物实时变形监测的报道。这种传感器可以直接进行压力的测量，但是易受温度影响。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种利用光学衰荡信号测量液位的系统，该系统可以进一步通过探测器信噪比，更好地记录输出脉冲信号，并进一步提高测量准确率，且该测量结果不易受温度影响。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种利用光学衰荡信号测量液位的系统，其特征在于：包括高反射膜、光学谐振腔、耦合器、脉冲光源和光电探测器；高反射膜固定在光学谐振腔的左右两个内表面，光学谐振腔是一个顶部敞口的开放腔体；耦合器单端输出连接至光学谐振腔，脉冲光源连接至耦合器；脉冲光源发出的光经过耦合器进入光学谐振腔，光学谐振腔放置在容器底部，容器中液体会进入到光学谐振腔中，光束经过第一个高反射膜入射到第二个高反射膜后再返回光纤，光学谐振腔的反射光透过高反射膜后一部分继续在光学谐振腔内振荡，另外一部分返回到光纤中，经过耦合器进入光电探测器。

进一步地，所述的光学谐振腔的腔长为20微米至800微米。

进一步地，所述的高反射膜为介质膜或金属膜。

进一步地，高反射膜的反射率为99.9%以上。

进一步地，所述的光学谐振腔为平行平面腔。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

通光学谐振腔，制作出一种安全、简易的液位测量系统。通过脉冲光的衰荡检测，可以测量液体的密度，进而反推出液体的剩余量。这种测量设备体积小，且无源防爆，并进一步提高测量准确率，且该测量结果不易受温度影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：

1高反射膜、2光学谐振腔、3耦合器、4脉冲光源、5光电探测器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1所示，该发明包括高反射膜1、光学谐振腔2、耦合器3、脉冲光源4和光电探测器5；高反射膜固定在光学谐振腔的左右两个内表面，光学谐振腔是一个顶部敞口的开放腔体；耦合器单端输出连接至光学谐振腔，脉冲光源连接至耦合器；脉冲光源发出的光经过耦合器进入光学谐振腔，光学谐振腔放置在容器底部，容器中液体会进入到光学谐振腔中，光束经过第一个高反射膜入射到第二个高反射膜后再返回光纤，光学谐振腔的反射光透过高反射膜后一部分继续在光学谐振腔内振荡，另外一部分返回到光纤中，经过耦合器进入光电探测器。

所述的光学谐振腔的腔长为20微米至800微米。

所述的光学谐振腔为平行平面腔。