[发明专利]测量在罐中的液体的液位的光学探针

说明书

本发明涉及一种适于测量罐中液体液位的光学探针，包括：‑适于接收准直光束(13a)的投射的透明的和折射的光波导(3)，所述光波导(3)被构造成根据位于气体介质(7)中的光波导的任何部分(3a)中的全反射状态向内反射准直光束，并根据浸没在液体介质(9)中的光波导的任何部分(3b)中的折射状态来折射该准直光束，所述光波导(3)能够在气体介质(7)和液体介质(9)之间的接口(15)处从全反射状态切换到折射状态，以及‑镜(5)，所述镜(5)围绕所述光波导(3)布置，并适于在气体介质(7)与液体介质(9)之间的接口(15)处反转由光波导(3)折射的准直光束的路径，所述光学路径由表示罐(11)中液体液位的准直光束所覆盖。

技术领域

本发明涉及罐内液位测量的领域，更具体说是涉及飞行器罐内燃油液位的测量。

背景技术

目前，在航空领域，电容效应电子探针用于测量罐中煤油的液位。

电容探针是垂直地安装在罐中的多种长度的管状装置。每个电容探针都是一种电动的空心管，其电容值根据管内煤油的液位而变化。电容探针需要电源电缆或线束以及用于将测量报告给相关计算机的返回电缆。根据非常严格的安全标准，这些电缆被布线并连接到多种探针。从技术的角度来看，这些安全标准非常有效，但非常受限制并且相当复杂。此外，电气线束频繁地遭受感应电噪声现象。此外，电容探针的系统包括需要管理大量标记P/N(零件号)的大量设备。

存在用于测量罐中液体液位的其他类型技术。例如，文献JP2005127914公开了一种基于测量无护套光纤中传输的光强度降低的检测装置。

然而，根据参考表进行的测量非常近似。另外，该测量取决于光源，所述光源必须具有随时间恒定的光强度，这很难保证。事实上，光源的强度可能波动，并且特别地，随时间连续地降低。另一缺点在于在例如煤油这样的液体环境中没有外护套的光纤的脆弱性。

因此，本发明的目的是提供一种无源光学探针，其克服上述缺点，能够在避免电容探针的非常严格安全标准的同时以及精确且鲁棒的同时完全地安全。

发明内容

本发明涉及一种适用于测量罐中液体液位的光学探针，包括：

-一种适用于接收准直光束的投射的折射光波导，所述光波导被构造成根据在位于气体介质中的波导的任何部分中的全反射状态向内反射所述准直光束，并根据在浸没在液体介质中的光波导的任何部分中的折射状态折射所述准直光束，一旦所述光波导被浸没，所述光波导能够在气体介质和液体介质之间的接口从全反射状态切换到折射状态，以及

-镜，所述镜被布置在所述光波导周围并且适用于反射由所述波导折射的准直光束从而在气体介质和液体介质之间的接口反转其路径，由所述准直光束行进的光路表示罐中液体的液位。

光学探针完整地无源，并且完全地移除了对电源缆线布线的任何问题。此外，在提供非常精确的测量值同时这非常坚固。此外，光学探针使设备的部件数量最小化，从而限制标记P/N的数量。

根据本发明的一个具体特征，所述光学探针包括遥测工具，所述遥测工具能够以非常短的光脉冲形式将光束投射到所述光波导中并且能够反过来接收反转光束，所述反转光束使其能够测量流逝的时间以及因此光束所行进的光路长度，并且由此推断出罐中液体的液位。

所述遥测工具非常精确，并且仅需要一根光纤以将其连接到光波导，由于光纤用于传输光束以及用于使反转光束返回到遥测工具。

有利地，所述光波导是一种由透明和折射材料制成的固体光学圆柱体，所述光学圆柱体包括适用于以预定入射角接收准直光束的投射的接收区域，所述入射角被构造，使得在全反射状态下，所述准直光束可行进一条包括一系列直线段的路径，所述直线段的端部是光束以所述预定入射角在光学圆柱体壁上的冲击点，所述镜被附接到圆柱并面对被称为“窗”的冲击点布置。