[发明专利]一种光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感系统

说明书

本发明属于光纤传感技术领域，公开了一种光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感系统，包括光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感器和光纤光栅解调仪；光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感器包括光纤、布拉格光栅测点、毛细套管；光纤放置在毛细套管内；若干个布拉格光栅测点设置在光纤上，并形成测点阵列；光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感器通过光纤接入光纤光栅解调仪。本发明能够解决现有技术中光纤光栅液位传感器存在的装置较复杂、测量精度较低、测量范围较小及油污环境适应性不强等问题，具有适用性强、测量精度高、响应速度快、稳定性强、尺寸小、体积小的优点。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，更具体地，涉及一种光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感系统。

背景技术

目前，光纤传感器在各个领域都得到广泛使用，并具有高灵敏度、耐腐蚀、耐高温、抗电磁干扰、安全性好等优点。在液位传感器方面，摒弃了传统的电容式，电磁式以及超声波式的液位传感器，光纤光栅传感器测量液位已经成为当前研究主要方向。

当前出现的光纤光栅液位传感器，仍然存在各自的缺陷，测量中出现的问题还没有得到有效地解决。例如，基于光时域反射技术的塑料光纤液位传感器，其测量原理为皮秒激光器发出的皮秒脉冲可见光经光纤环形器耦合进入塑料光纤中，塑料光纤的液位敏感部分被制成了S型结构，后散射光沿塑料光纤原路返回再经光纤环形器后由光子计数器探测，通过探测到的光时域反射信号得到液面的位置信息。此现有技术的缺陷在于，装置的结构复杂，测量精度有限，无法准确获得三维空间，以及动态系统中的液位高度。例如，LPG液位传感器，其测量原理为根据各光纤长周期光栅LPG传感器返回的反射光的光强度变化和中心波长变化，分别确定各光纤长周期光栅LPG传感器的光损耗和中心波长变化趋势，再根据确定的光损耗以及中心波长变化趋势，从至少两个光纤长周期光栅LPG传感器中筛选得到位于溶液与空气接触面的光纤长周期光栅LPG传感器，从而确定液位。此现有技术的缺陷在于，LPG的反射过程损耗过大，降低了测量的精准度，其光栅直接暴露在外界环境中，容易造成损坏。

发明内容

本发明通过提供一种光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感系统，解决现有技术中光纤光栅液位传感器存在的装置较复杂、测量精度较低、测量范围较小及油污环境适应性不强等问题。

本发明提供一种光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感系统，包括：光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感器和光纤光栅解调仪；

所述光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感器包括：光纤、布拉格光栅测点、毛细套管；所述光纤放置在所述毛细套管内；若干个所述布拉格光栅测点设置在所述光纤上，并形成测点阵列；所述光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感器通过所述光纤接入所述光纤光栅解调仪。

优选的，所述光纤布拉格光栅阵列式油箱液位传感系统还包括：螺纹接口和填充剂；

所述毛细套管的顶端开孔、底端密封，所述螺纹接口与所述毛细套管的顶端连接；所述毛细套管内全部或部分填充有所述填充剂，所述填充剂通过所述螺纹接口和所述毛细套管的顶端开孔进行填入。

优选的，所述填充剂包括第一填充剂，所述第一填充剂采用固化胶黏剂，所述固化胶黏剂选用环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、橡胶中的一种；

所述毛细套管内填充有所述第一填充剂，所述螺纹接口与所述毛细套管的顶端的连接区域填充有所述第一填充剂。

优选的，所述填充剂包括第一填充剂和第二填充剂，所述第一填充剂采用固化胶黏剂，所述固化胶黏剂选用环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、橡胶中的一种，所述第二填充剂采用非固化导热材料，所述非固化导热材料采用硅脂、硅油、凝胶中的一种；

所述毛细套管内填充有所述第二填充剂，所述螺纹接口与所述毛细套管的顶端的连接区域填充有所述第一填充剂。

优选的，所述布拉格光栅测点受环境温度以及环境温度引起的所述毛细套管的变形共同影响，产生波长漂移量。