[实用新型]光纤液位报警器

说明书

本实用新型涉及光电应用技术领域，是一种液位定位装置。

现有的液位报警装置，有机械式和电子传感测定式。机械式采用浮球探测液面，由浮球带动一机械传动装置产生报警，从而实现液面位置报警，这种报警装置具有传动可靠性差，现场安装困难等缺点。电子传感式又有接近开关探测和压力传感式探测等形式，由传感器产生的电信号通过导线传输到报警装置，实现液面报警，由于采用电测方式，对于一些易燃易爆的液体如汽油、煤油、乙烷、液化石油汽等存在不安全因素，而且信号易受干扰，影响测量准确度。

本实用新型的目的是设计一种可准确测定液体液面位置、而且易于安装、使用安全可靠的液位报警装置。

本实用新型是电子报警器的改进，传感器改为液敏头，液敏头是一个微型三棱镜，其中一棱边法向与两条光纤相熔接，其中一条光纤作送光用，而另一条光纤作回光用，当光通过送光光纤到达三棱镜时，垂直于棱镜斜边的光矢分量将穿过棱边进入棱镜并投射到另一棱边边上。此时如果棱镜处在气态媒质中，由于气态媒质的辐射率与棱镜材料的辐射率相差很大，进入棱镜的光在棱边上发生全反射，这时光沿着回光光纤返回，此时在回光光纤的尾端有很强的光线穿透出来。如果棱镜处在液态媒质中，由于液态媒质的折射率与棱镜材料的折射率相差很小，进入棱镜的光将穿过棱镜进入液体而很少被折回到回光光纤中，此时回光光纤的尾端只有很弱的光线穿透出来。我们通过测定回光光纤尾端光线的强弱便知道棱镜(液敏头)是否处在液体中，从而判知液面位置。

本实用新型是利用光信号来探测液面位置的，电信号远离探测现场，特别适用于易燃易爆的液体液位测定。由于光纤具有抗腐蚀，抗电磁干扰，抗温度干扰等优越性能，故本实用新型抗干扰性强，本质安全，工作稳定可靠，结构简单，现场安装容易。

下面就附图对本实用新型作进一步的说明

附图1本实用新型示意图

附图2单液位指示报警实例

附图3双液位指示报警实例

附图中1--光发射装置，2--送光光纤，3--液敏头，4--回光光纤，5--光电转换装置，6--指示报警装置，7--液体，8--套管，9--机箱，10--电源开关，11--油罐，12--送光光纤B,13--液敏头B,14--回光光纤B。

对附图1的说明，液敏头(3)设计成一块微型三棱镜，液敏头(3)的一棱边上熔接着送光光纤(2)和回光光纤(4)，送光光纤(2)的另一端接光发射装置(1)，回光光纤(4)的另一端接光电转换装置(5)。工作时，光从光发射装置(1)发出，经过送光光纤(2)到液敏头(3)时，垂直于液敏头(3)棱边的光矢分量将穿过棱边进入液敏头(3)并投射到液敏头(3)的另一棱边上。此时如果液敏头(3)处在气态媒质中，由于气态媒质的折射率与液敏头材料的折射率相差很大，进入液敏头(3)的光在两条棱边上发生全反射，这时光沿着回光光纤(4)返回，回光光纤(4)的尾端有很强的光穿透出来。如果液敏头(3)处在液态媒质中，由于液态媒质的折射率与液敏头材料的折射率相差很小，进入液敏头(3)的光将穿过棱边进入液体而很少被折回到回光光纤(4)中，此时回光光纤(4)的尾端只有很微弱的光穿透出来。我们用光电转换装置(5)来测定回光光纤(4)返回光的强弱便可知道液敏头(3)是否处在液体中，从而判知液面位置，指示报警装置(6)将光电转换装置(5)的强弱信号通过指示灯或声音表示出来。

实例一(附图2)单液位指示报警装置

实际应用中，将送光光纤(2)和回光光纤(4)用一塑料套管(8)包扎在一起并将带液敏头(3)的一端插入油罐(11)中，插入深度视要求液位位置而定，将套管(8)固定在油罐(11)上，光发射装置(1)、光电转换装置(5)和指示报警装置(6)通常可用一个机箱(9)集中起来，也可视使用情况分别安装。使用时，将电源开关(10)打开，接通电源。

光从光发射装置(1)发出，经过送光光纤(2)到液敏头(3)，此时油罐(11)中液位未到达液敏头(3)，液敏头(3)处在气态媒质中，由于气态媒质的折射率与液敏头材料的折射率相差很大，进入液敏头(3)的光大部分被反射到回光光纤(4)中，返回的光通过回光光纤(4)传到光电转换装置(5)，指示报警装置(6)指示液体未到位。

往油罐(11)中加入液体(7)，液位逐渐上升，当液位到达液敏头(3)时，由于液态的折射率与液敏头材料的折射率相差很小，进入液敏头(3)的光大部分穿过液敏头(3)的进入液体(7)而很少被折回到回光光纤(4)中，这时光电转换装置(5)收到的是微弱的光信号，指示报警装置(6)指示液位到位并启动报警装置。