[实用新型]一种基于温度测量的光纤液位传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于温度测量的光纤液位传感器，包括外管和设置在外管内部的光纤光栅、加热管，所述光纤光栅的外侧设置有加热管，所述外管的周向设置有若干个漏油孔。本实用新型创新式的应用光栅中心波长位置的气体和液体导热率之间的差异变化而变化，从而确定液位高度的原理，本实用新型具有精度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、重量轻、体积小的优点，尤其是在低温测量领域具有明显优势。

技术领域

本实用新型属于液位传感器的技术领域，具体涉及一种基于温度测量的光纤液位传感器。

背景技术

目前，国内的航空/航天飞行器在液体液位测量中，大多采用电容式油量传感器和浮子电阻式油量传感器。电容式液位传感器是利用空气与被测液体的介电常数不同，将液位变化转变为电容变化来测量液位高度的原理。但电容信号易受干扰、需要进行单独的温度补偿，且不能测量导电液体介质。浮子电阻式液位传感器则是采用一个足够大的浮子，由杠杆机构连接至一个恒转矩或摆锤上，通过浮子随液位的升降带动齿轮机构的转动，从而带动电刷滑动，输出不同的电阻值，达到对液位的测量。这种测量原理的传感器的缺点是体积和重量较大，测量精度低，可靠性差等。以上这些液位测量传感器在许多低温领域的测量，由于低温的影响，如燃油、液压油、滑油等液体的流动性变差，粘度增加，这几类型的传感器的测量精度和可靠性都将大幅下降，甚至出现失效的可能。本实用新型为了解决上述技术问题而实现的一种基于温度测量的光纤液位传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于温度测量的光纤液位传感器，具有精度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、重量轻、体积小的优点，尤其是在低温测量领域具有明显优势。

本实用新型主要通过以下技术方案实现：一种基于温度测量的光纤液位传感器，包括外管和设置在外管内部的光纤光栅、加热管，所述光纤光栅的外侧设置有加热管，所述外管的周向设置有若干个漏油孔。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述加热管为螺旋状结构。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述加热管按3mm螺距进行螺旋状紧密排列。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述外管的一端安装有转接板，所述转接板上安装有光纤连接器和电源连接器，所述光纤光栅的顶部与光纤连接器，所述加热管与电源连接器连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述连接板内嵌入安装有光纤连接器，并采用玻璃烧结的方法安装电源连接器。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，还包括法兰安装盘，所述外管的一端与法兰安装盘连接，且法兰安装盘内从上至下依次设置有光纤调制解调板和加热脉冲控制板。所述光纤调制解调板和加热脉冲控制板以及相应的控制电路均为现有技术，故不再赘述。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述加热脉冲控制板的电路包括微控制器以及分别与微控制器连接的线性稳压芯片、场效应管、LED指示灯和数码管；所述线性稳压芯片为整个电路提供电压；所述微控制器引脚输出PWM，用于控制场效应管的通断。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述微控制器的型号为N76E003AT20、线性稳压芯片的型号为LM317、场效应管的型号为AOD4184。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述法兰安装盘的一侧安装有电连接器，所述电连接器与光纤调制解调板连接，所述法兰安装盘的顶部设置有盖板。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述外管圆周上均匀设置有16个漏油孔。

本实用新型中的光纤光栅温度传感器阵列是通过在一根光纤上采用准分子激光写入的方式，利用专用设备控制激光移动，对石英光纤进行刻制，形成光纤光栅，当周期满足布拉格条件时，作用到光栅上的温度应变会改变光纤光栅的有效折射率和光栅周期的大小。如图6所示，应变对光纤光栅布拉格波长的影响可以用下式表示：