[发明专利]基于双无芯光纤级联的强度调制型液位传感检测方法

说明书

本发明公开了一种基于双无芯光纤级联的强度调制型液位传感检测方法，获取单模光纤、无芯光纤Ⅰ和无芯光纤Ⅱ，清除单模光纤和无芯光纤表面的涂覆层；将单模光纤Ⅰ的两端分别与无芯光纤Ⅰ和无芯光纤Ⅱ熔接在一起；获取宽谱光源装置和光谱仪，用另外的单模光纤将两根无芯光纤的两端与宽谱光源装置和光谱仪连接；将无芯光纤Ⅰ作为液位测量光纤，置于容器内；通过向容器内依次加入不同液位高度的液体，记录光谱仪在不同液位高度下透射峰强度值，并通过线性拟合得到相应计算公式后，通过相应数据得到待测液位高度。本发明通过结构简单，成本低廉的传感器对液位进行检测，不仅测量准确性高，另外还有着良好的抗光源光功率波动的性能，抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及一种液位传感领域，具体涉及一种基于双无芯光纤级联的强度调制型液位传感检测方法。

背景技术

在石油化工领域，光纤液位传感器因为有着良好的抗腐蚀性，高灵敏度，无工作电流及防雷击而受到广泛的关注与研究。光纤液位传感器按光信号调制类型可分为相位调制型及强度调制型。相位调制型光纤液位传感器是通过测量传感器输出光谱波峰、波谷移动来获取液位信息。然而，相位解调装置是复杂昂贵的，这不利于传感器的大规模应用。而强度调制型传感器最大的优点是解调成本低。强度调制型液位传感器有：点式型、耦合型、微槽离散型、马赫曾德尔型、迈克尔逊型等。其中，点式与微槽离散型液位传感器不能连续测量，光纤表面刻槽会降低传感器的鲁棒性，这限制了它们的应用。耦合型传感器由于其结构的特殊性，在小范围内的传感器液位响应值线性度较低，不利于其在精确测量中的应用，且环境温度变化对传感器的影响没有得到较好的解决。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种成本低廉，检测效果好，受外界影响小的基于双无芯光纤级联的强度调制型液位传感检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于双无芯光纤级联的强度调制型液位传感检测方法，包括以下步骤：

(1)获取单模光纤Ⅰ、无芯光纤Ⅰ和无芯光纤Ⅱ，单模光纤Ⅰ的长度大于35mm以用于消除单模光纤Ⅰ内包层模式的光，无芯光纤Ⅰ和无芯光纤Ⅱ的长度值均为N倍于(56.5mm～60mm)，N为大于1的整数，无芯光纤Ⅰ和无芯光纤Ⅱ均清除其表面涂覆层；

(2)将单模光纤Ⅰ的两端分别与无芯光纤Ⅰ的一端和无芯光纤Ⅱ的一端熔接在一起；

(3)获取宽谱光源装置和光谱仪，宽谱光源装置的输出端通过单模光纤Ⅱ与无芯光纤Ⅰ远离单模光纤Ⅰ的一端熔接连接，无芯光纤Ⅱ远离单模光纤Ⅰ的一端熔接有单模光纤Ⅲ与光谱仪的输入端连接；

(4)将无芯光纤Ⅰ作为液位测量光纤，置于容器内，使其呈竖直状态固定在容器内，并且使无芯光纤Ⅰ与单模光纤Ⅰ熔接的一端作为基准端与容器零液位对齐；

(5)向容器内依次加入不同液位高度的液体，记录光谱仪在不同液位高度下透射峰强度值，并通过线性拟合得到y＝a+bx，即x＝(y-a)/b,其中y为光谱仪输出透射峰强度值，a为零液位下光谱仪输出透射峰强度值，b为灵敏度系数，x为液位值；

(6)将测量光纤安装在待检测液体容置容器中，并测量获得光谱仪输出透射峰强度值，代入公式x＝(y-a)/b得到液位高度值。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明通过结构简单，成本低廉的传感器对液位进行检测，不仅测量准确性高，另外还有着良好的抗光源光功率波动的性能，抗干扰能力强。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明实施例中液位测试示意图；

图2为本发明实施例中传感臂在水中液位0mm、5mm、10mm、15mm和20mm测量输出光谱图；