[发明专利]一种密闭容器中白酒液位的非接触式测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种密闭容器中白酒液位的非接触式测量系统及方法。该系统包括：光纤飞秒激光器、泵浦光路、探测光路、太赫兹探测器、采集卡以及计算机；光纤飞秒激光器通过两根光纤，将激光分别输入至泵浦光路以及探测光路；泵浦光路内的反射器与待测密闭容器相互平行，泵浦光路内太赫兹源输出的太赫兹波，经反射器，垂直入射至待测密闭容器中，并将含有液位信息的太赫兹时域信号输入至太赫兹探测器，并由太赫兹探测器将含有液位信息的太赫兹时域信号输入至采集卡，采集卡将含有液位信息的太赫兹时域信号输入至计算机内，并由计算机根据含有液位信息的太赫兹时域信号确定待测密闭容器的液位。本发明能够降低测量误差，提高白酒液位的测量精度。

技术领域

本发明涉及液位测量领域，特别是涉及一种密闭容器中白酒液位的非接触式测量系统及方法。

背景技术

白酒是世界上最古老的馏出物之一，在中国占有不可替代的地位。数百年来，白酒一直是中国最受欢迎的酒精饮料之一，其销售收入仍在增长。近年来，为了满足高端白酒市场需求，不少白酒企业大量存储新酿制的白酒，以增加年份、改善口味、提升价值。因此，需要对存储库房大量白酒的状态进行监测，其中液位是其重要指标之一。由于中国绝大多数白酒都是采用几百～几千升的PE膜封口的瓦缸进行存储，对液位的测量方式和仪器提出了特殊的要求。首先，瓦缸易碎，因此需要使用非接触测量的方式；其次，PE膜能保证缸中白酒处于稳定状态，因此测量时不能移动；最后，有些白酒价值很高，因此需要低能量、高精度液位测量技术。目前，大多液位检测传感为接触式，比如压力式液位计、磁致伸缩液位计、浮子式传感器、电容式传感器、光纤液位计等，不能满足白酒液位量要求。非接触式液位检测传感有：超声波液位计、雷达液位计、微波液位计、光学液位计等，这类检测方式需要开启密封容器的PE膜，容易受到灰尘、蒸汽、气泡、液体的介电常数和温度变化的影响，导致测量误差，也不能满足白酒液位的测量要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种密闭容器中白酒液位的非接触式测量系统及方法，以解决现有的非接触式液位检测方式测量误差，不能满足密闭容器中白酒液位的测量要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种密闭容器中白酒液位的非接触式测量系统，包括：光纤飞秒激光器、泵浦光路、探测光路、太赫兹探测器、采集卡以及计算机；

所述光纤飞秒激光器通过两根光纤，将激光分别输入至所述泵浦光路以及所述探测光路；所述泵浦光路以及所述探测光路分别与所述太赫兹探测器相连接，所述太赫兹探测器、所述采集卡以及所述计算机依次相连接，所述计算机还与所述探测光路相连接；

所述泵浦光路内的反射器与待测密闭容器相互平行，所述泵浦光路内太赫兹源输出的太赫兹波，经所述反射器，垂直入射至所述待测密闭容器中，并将含有液位信息的太赫兹时域信号输入至所述太赫兹探测器，并由所述太赫兹探测器将所述含有液位信息的太赫兹时域信号输入至所述采集卡，所述采集卡将所述含有液位信息的太赫兹时域信号输入至所述计算机内，并由所述计算机根据所述含有液位信息的太赫兹时域信号确定所述待测密闭容器的液位。

可选地，输入至所述泵浦光路的激光功率为60mw，输入至所述探测光路的激光功率为20mw。

可选地，所述太赫兹探测器具体包括：光导天线、电流放大器以及锁相放大器；

所述反射器输出的太赫兹波通过所述光导天线上的硅透镜聚焦在所述光导天线的背面，所述探测光路输出的激光照射在所述光导天线正面的间隙上，所述光导天线的电极上形成的电流通过所述电流放大器输出到所述锁相放大器中，所述锁相放大器将电流信号输出到采集卡，并由所述采集卡将所述电流信号以及所述含有液位信息的太赫兹时域信号输入至所述计算机，由所述计算机采集得到太赫兹时域波形。

可选地，所述探测光路包括长程延迟线以及短程延迟线；