光纤液位传感器的研究及试验

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1、摘要飞机燃油系统的测量精度和可靠性对飞机的使用安全有着重要的影响。我国飞机油量测量技术的研究开发比国外起步晚，燃油测量技术还比较陈旧。研究一种具有高灵敏度、抗干扰性强的液位检测技术——光纤式液位检测技术，具有十分重要的现实意义，各国人员积极开发了基于不同原理的液位传感器。光纤液位传感器具有其他液位传感器所不可比拟的诸多优点，如结构简单，重量轻，电磁兼容性好，耐高温，耐腐蚀等。本文介绍了光纤式液位检测技术的工作原理，根据光纤各种特性，进行了传感器方案的设计和可行性分析，并介绍了信号处理电路的设计及液位试验。选择了发光二极管和光电三极管作为传感器的光源和光探测器，基于调制解调原理，设计了光纤液位传

2、感器的信号测量系统，包括了光源的驱动与调制、弱信号放大。在信号接收部分设计了低噪声前置放大器，信号处理部分将同步积分器与相关器联用，对光电探测器获得的信号与参考信号进行互相关运算。针对实验室环境条件，设计搭建了一套液位试验平台，在大量的试验研究基础上，获得了光纤式液位传感器液位-电压特性曲线，通过理论分析和试验的方法验证了传感器方案的可行性，同时详细的分析研究了传感器各种试验特性，为传感器的改进提供了大量的试验和数据支持。试验结果表明：光纤式液位检测方法是可行的，其广阔的应用前景非常值得我们进行深入的研究。在今后的工作中，改进传感器的结构和提高信号处理电路的性能将是研究的重点方向。关键词：光纤

3、液位检测同步积分相关检测IAbstractTheaccuracyandreliabilityoftheaircraftfuelsystemmeasurementhaveanimportantimpactonitssafeuse.Theaircraftfuelmeasurementtechnologyresearchanddevelopmentinourcountrylagsbehindtheforeigncountry.Thefuelmeasurementtechnologyisstillrelativelybackward.Asaresult,it’sverynecessarytoresea

4、rchahighsensitive,noise-proofleveldetectivetechnique—thefiberopticleveldetection.Researchersallaroundtheworldhavedevelopedleveldetectorsbasedonvariouskindsoftheorieswithenthusiasm.Duetolightweight,hightemperatureresistance,anti-electromagneticinterference,corrosion-resistantandotheradvantages,fiber-

5、opticlevelsensorhasbeenanewhigh-performanceicingdetector.Thisthesisintroducestheprinciplesoffiber-opticlevelsensor.Basedonparametersofopticalfiber,theconfigurationofthesensorisdesignedanditsfeasibilityisanalyzed.Light-emittingdiodesandtransistorsarechoseseparatelyaslightsourcesandphotoelectricsensor

6、s.Onthegroundofelementarymodemprinciple,asignalmeasurementsystemforfiber-opticlevelsensorisproposed,includingthelightsourcedriveandmodulation,weaksignalamplification,digitalprocessing,andsoon.Thesignalprocessingcircuitdesignthelevelexperimentsareintroduced.Inordertocollecttheweaksignalfromthephotode

7、tector,alow-noisepreamplifierandacorrectivedetectioncircuitconsistingofasynchronousintegratorandacorrelatorwhichisinchargeofprocessingcorrectivecalculationofsignalscollectedbyphotodetectoraredesigned.