[发明专利]一种基于液体波导的液位检测方法

说明书

本发明公开了一种基于液体波导的液位检测方法，涉及液位检测技术领域，用于测量透明液体的液位高度，其采用光电式液位检测装置进行检测，包括如下步骤：S1在无光条件下，测量阵列光电检测器件的光强曲线并保存，将其作为系统的暗电流噪声，S2开启光源，多次读取同一液位条件下阵列光电检测器件的光强曲线，对多次读取的光强曲线进行信号平均处理，以平滑光强曲线从而降低阵列光电检测器件带来的散粒噪声，S3处理获得待测液体的光强曲线，采用信号采集处理单元对待测液体光强曲线进行分析计算，分析计算过程中，减小所述暗电流噪声和散粒噪声，获得液位高度计算值。本发明检测方法操作方便、简单实用、成本低廉。

技术领域

本发明涉及液位检测技术领域，具体涉及一种基于液体波导的光电式液位检测方法。

背景技术

液位检测在很多智能控制和工业生产等设备中有很广泛的应用，现有的应用较广的液位检测方法主要有电容式，超声波式，光纤式等。

电容式液位检测是将电容浸入液体中，液位发生变化时，电容两极之间的介质材料和数量发生变化导致电容值发生变化，检测电容变化可以间接检测液位变化，但是由于检测电容的精度不高且电路中噪声较大，难以实现高精度液位测量，并且电容式液位检测是带电气属性的接触式测量，不能测量易燃易爆的液体。

超声波式液位检测属于非接触测量，检测液位时装置发射脉冲超声波打到液体表面反射回波，检测回波反射的时间就可以间接测量液位，但由于声速太快且反射回波比较杂乱，超声波式液位检测难以实现高精度液位检测且存在检测盲区，一般的超声波液位检测装置都大于±1mm的误差。

光纤式液位检测原理是通过将特定的光纤浸入液体时有效折射率发生变化来检测液位，例如将长周期光纤光栅浸入液体时光纤光栅的有效折射率变化会引起谐振波长会发生变化，将宽光谱光源入射光纤光栅，对应谐振波长的光波会被滤除，光纤光栅的谐振波长会随着浸入液体的光纤光栅长度变化而变化，然后通过检测分析谐振波长来检测液位(参考文献Khaliq S,James S W,Tatam R P.Fiber-optic liquid-level sensor using along-period grating[J].Optics letters,2001,26(16):1224-1226.)这种类型的光纤液位检测虽然精度很高，但是需要特定的光纤和光谱仪来分析光谱，结构复杂且成本很高。

因此，需要开发一种新型的、操作方便、简单实用、成本低廉的液位检测方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种液体波导的光电式液位检测方法，该方法基于光电式液位检测装置进行液位检测，所述的液位检测装置将常见的光学结构进行巧妙的连接，形成一种高精度，结构简单，低成本的光电式液位检测设备，基于这样设备进行液位检测，其检测方法操作方便、简单实用、成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于液体波导的液位检测方法，用于测量透明液体的液位高度，其采用光电式液位检测装置进行检测，光电式液位检测装置包括光源、阵列光电检测器件以及信号采集处理单元，包括如下步骤：

S1：在无光条件下，测量阵列光电检测器件接收到的光强曲线并保存，将其作为系统的暗电流噪声，

S2：开启光源，多次读取同一液位条件下阵列光电检测器件的光强曲线，对多次读取的光强曲线进行信号平均处理，以平滑光强曲线从而降低阵列光电检测器件带来的散粒噪声，

S3：测量获得待测液体的光强曲线，采用信号采集处理单元对待测液体光强曲线进行分析计算，分析计算过程中，减小所述暗电流噪声和散粒噪声，获得液位高度计算值。

进一步的，步骤S3中，所述分析计算的具体过程为：

S31：首先求滤波后待测液体的光强曲线的一阶差分曲线，获得到一条长度为阵列光电器件竖直方向像素数量减一的差分曲线，