光纤液位计讲稿.pdf

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1、（7）、光纤式液位计光纤传感器：非功能型和功能型光纤传感器特点：不受电磁干扰、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆等应用：液位、温度、压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、声、PH值。非功能型组成：光源+光纤（传输光信号）+敏感元件+光接收器（光电检测单元）由光发送器发出的光经过源光纤引导到敏感元件（液位：棱镜，温度：液晶片），光的某一性质（强度、偏振态、频率和相位）随被测量状态的变化而变化，已调光经由光接收器（光电池、光电二极管），使光信号转变为电信号，最后经信号处理系统得到所期待的被测量功能型：由光纤本身感受被测量的

2、变化，光纤既是传输介质，又是敏感元件即光纤在外界环境因素(如温度;压力、电场、磁场等等)改变时，其传光特性(如相位与光强)会发生变化的现象。因此，如果能测出通过光纤的光相位、光强变化，就可以知道被测物理量的变化。光纤液位计1、光的折射、反射斯涅尔定律：光线从光密介质射向光疏介质时(n2>n1)，分界面上会产生折射光疏θ1（a）折射角大于入射角,θ2n1sinθ1=n2sinθ2θ2(b)临界状态：光密光的入射角达到临界角θc=arcsin(n1/n2)时，折射角等于90°(c)全发射现象:光的入射角等于或者大于临界角

3、θc∑包层2、光纤结构：护套纤芯n3护n3n2套n2n1φφn1纤芯包层光纤结构纤芯的折射率大于包层的折射率3、光在光纤中传播的原理包层n2θ＜θ纤芯nθ＞θc1cθ1θ1θ′4、光纤式液位计（1）全反射型----工作原理：光源+光纤（传输光信号）+敏感元件（棱镜）+光电转换器两根光纤：一端烧结棱镜，另一端分别连光源（发射光纤）和光电元件(接收光纤)。光源所发射的光线通过发射光纤照到棱镜上：当棱镜置于空气中时，棱镜将光线全部反射到接收光纤，并传到光电元件上；当棱镜插入液体界面时，液体折射率大于空气，部份光线发生折射进

4、入液体，导致接收的光强度减弱。通过光强度变化即可确定液位。应用场合：液位的测量与报警；不同折射击率介质的分界面的测定特点：绝缘性好，防爆（不产生火花），耐腐蚀和抗电磁干扰，---for易燃易爆、腐蚀性介质不适合对敏感元件材料（玻璃）粘附性的液体（2）浮沉式光纤液位计包括三个部分，机械转换部分，光纤光路部分，电子电路部分∑浮沉式光纤液位计可用于液位的连续测量，而且能做到液体储存现场无电源、无电信号传送（本质安全型），因而特别适用于易燃易爆介质的液位测量∑对大型油罐的液位进行在线、高精度、远距离传输测量