光学液位传感器（下）

《光学液位传感器（下）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、光光学学液液位位传传感感器器（下）史建军史红军史永基□（续上期）注：光电子在传感器技术中的应用连载（4-下）三、光纤液位传感器摘要：文章描述了三种光学液位传感器的结构、工作原理和信号处理技术。1、吸收型光纤液位传感器第一种已在上期介绍.。本期介绍后两种。第二种光纤易爆燃料液位传感器又①结构分吸收和数字编码两种类型，前者由LED光源和多模光纤组成，后者利用光吸收型光纤液位传感器的纤与光波导间的耦合；第三种荧光液位传感器利用掺杂玻璃或塑料中产生的结构如图13所示。由阻抗电容荧光辐射来探测液位。放电电路驱动的两个LED产生关键词：光学液位

2、传感器;光纤液位传感器;荧光液位传感器。指数衰减光信号，经耦合器混合中图分类号:TP212.14文献标识码:A文章编号：1006-883X(2002)10-0014–08后进入两路直径均为1000μm的2料（空的）时，容器顶部0.1cm持传感头的电隔离。PPM信号经塑料芯光纤，其中一路连接到探硅探测器接收的光功率约由光纤送到远程计时电子仪器，测器，另一路作为光源光纤。40nW。燃料容器顶部的接收器选通12位计数器/寄存器，最后探测器/反馈电路不仅能使由大面积探测器、放大器和比较将所得代表T0的12位二进制信两路光强相等，还用来补偿高

3、电器以及与返程光纤相耦合的号送到微型计算机系统进行显流LED放大器中和LED中的非LED组成，这种接收器电路不易示。线性，使每个LED输出光强为指数衰减信号，其误差约为2%。受燃料表面振动的影响。图14为含时LED光强与光源光纤将双波长模拟光PPM信号的计时图，由图可以看信号传送到高25cm、直径为http://sensorworld.com.cn出，在每个周期T内零强度时间23cm的燃料容器，保证光纤连Td，接收器对出现在容器内的环接器和光纤弯曲损失所引起的境光信号采样并保持，然后从混误差最小。在容器底部光纤端传合环境/光源光纤信

4、号中减去。比出的光功率约6μW，通过准直透较器产生PPM（脉冲位置调制）镜送到装在容器顶部的探测器脉冲，直接驱动LED，因为用于电路。光纤的数值孔径产生PPM信号的电子仪器所需（NA=0.53）和透镜的位置确定了光锥的发散角。当容器不装燃功率较低，所以装在容器顶部的图13传感器结构(容器底部的准电子仪器可用单独光纤驱动，保直透镜未画)SensorWorld142002.10技术与应用Technology&Application②工作原理定律，利用该吸收定律可估算传感器的灵敏度为：吸收型传感器的优点是近传感器的灵敏度和动态范围。S=∂

5、T0/∂d=Δα/s(26)红外（925nm）吸收峰值，位于It=Iiexp(−αd)(21)对典型的传感器参数-1喷气式飞机的燃料光谱内，这是式中：It—透射光强；Δα≈0.04cm，Td=1ms，T=10ms，由燃料的碳氢键的振动跃迁引Ii——入射光强；在0.4m的传感范围上精度为起的。图15表示厚1cm的燃料d—燃料试样高度；1mm的传感器，T0的测量精度为试样在20°C时典型的透射率与α—燃料试样吸收系数。20μs。波长的关系图线。可见，透射光强It随燃料高③实验结果对于大部分上述燃料，近红度d而变化。如果Ii信号随时间实验

6、装置如图13所示。将外（925nm）峰值吸收系数呈指数形式变化，那么传感器输一传统燃料液位传感器用作自-1α=0.06cm。因此，可利用中心出信号则与燃料高度呈线性关动数据捕获的参考，探测器垂直频率位于吸收基线（810nm）和系。放入燃料容器内。装在不锈钢共近吸收峰（940nm）的宽带发光指数调制强度Ii(t)遵循下述轴探测器容器内的振荡器的频二极管（LED）来获得差分吸收规律：移（约10kHz）与燃料高度的变系数：Iij(t)=I0jexp(−sjt)化成反比。只要严格控制探测器Δα=α2-α1(20)j=1,2(22)的实际线度

7、，在20cm的动态范式中：α1—810nm时的背景吸收式中，sj—衰减系数（j=1,2）；围上可获得的精度、重复率和线系数；j=1对应于810nmLED；性分别为0.2mm、0.3mm和α2—940nm时的背景吸收j=2对应于940nmLED。0.2%F.S.。传感器非线性取决于系数。若从启动实验开始测量，设参数s1和s2，而与初始光强I0j光的吸收服从Beer-Lambert每个入射光信号衰减到参考强无关。所用数据捕获技术限制了度IR所需时间为Tj，则由方程参考传感器的分辨率，而信噪比(21)、（22）可得：（S/N）限制了光纤光

8、学传感器()−1[()]的分辨率。因为采用了双波长非−sjlnIR/Ij+αjd=Tj0归一化技术，接收器（液位高度）j=1,2(23)处光斑大小（光强）的变化被自且：s1=s2=s，I01=I02=I0动消除。因而传感器的线性与光在