光纤液面传感器.doc

光纤液位传感器综述摘要本文先说明了液位传感器适用得场合及其优缺点,然后介绍了观测孔式、浮子式、压力式、液位反射式与折射率改变式五种光纤液位传感器得结构及工作原理,最后举例说明光纤液位传感器得现实应用。关键词光纤液位传感器1、引言从字面上讲,传感器可比作感知自然界物理现象得人得感觉器官。从工程技术上讲,传感器就是指检测被测物体所带有得信息得仪器。传感器技术就是利用各种功能材料实现信息检测得一门应用技术,它就是检测原理、材料科学、工艺加工三个要素得最佳结合。在发达国家,传感器技术被列为核心技术之一。液位传感器就是指检测液体高度信息得仪器,它在工业与日常生活中有着重要而广泛得用途。在化工生产中,它可以用来计测输送聚合物时得粉体平面、反应缸得液位平面、石油化浆液位、化学储藏罐内得液体平面;在冶金工业中,可以用来计测制造铸件得管道熔铁平面与连续铸造生产过程中得钢包液位;在日常生活中则可用来检测大量得汽油、柴油存储罐中得油位高度等等,使它在工业生产与日常生活中起到耳目得作用[1]。随着近二十年来光纤通信技术得高速发展,光纤光缆、激光光源、光电探测以及相关得技术、材料、加工工艺已经取得了长足得进步、由于光导纤维具有种种优良得特性,故人们将光纤这一新型材料用于传感器,发展了光纤传感器技术。光纤传感器技术自始至今一直在飞速发展,各种新思路、新结构、新工艺得光纤传感器如雨后春笋、不胜枚举;在此我们仅讨论其中得一类:液位传感器。2、光纤液位传感器得使用要求[2]A、高精度与高可靠性。很多应用场合要求测量液位极值用子报警或危险指示,所以其精度与可靠性必须极高。B、转换性能优良,线性特征范围宽,检测信号得信噪比高,重复性好,时间老化特性优良。C、工作温度范围一般为0℃一+125℃。D、尺寸小、重量轻、容易安装,性能价格比好。E、在污染、潮湿、有泡沫等不利环境下均能工作。与被测物体匹配好,对被测体环境适应能力强,不破坏被测体得状态,检测信号不受被测体环境得干扰。3、光纤液位传感器得优点光纤传感器与传统传感器相比就是用光而不就是用电来作为传递敏感信息得媒质,用光纤而不就是用电缆来作为传输媒质。它以光学技术为基础,将被敏感得状态以光信号形式取出;利用小型而简单得半导体器件如LD、LED、PIN、APD等很容易进行光/电、电/光转换,易于与高速发展得电子装置匹配[3]。与其它传感器相比,光纤传感器有以下优点:A、灵敏度高、频带宽、动态范围大:由于传输得信息载体就是光,所以所有已研制成功得光纤传感器分辨率大部分优于目前其它同类传感器、光信号载频高,其频带宽。光器件已较为成熟,能做成很大得动态范围[4];B、光纤由石英材料做成,有很好得电绝缘性能光纤传感器不受电磁辐射得影响,适用于电噪声环境(如输电线、电气铁路与电气机械中),能避免产生火花,适用于油罐与易爆炸气体(如煤矿与石化工业)。它耐高压、耐腐蚀、在易燃易爆环境下安全可靠;C、体积小、重量轻、安装简单、造价低;D、光纤加特殊护层后能在高低温下工作;E、光纤不仅就是敏感元件,而且就是一种优良得低损耗传输线,因此不必考虑测量仪与被测物体得相对位置,特别适合于电子式等传感器不太适用得地方。可以与光纤遥测技术相配合实现远距离测量与控制[5];F、光纤就是无源器件,对被测对象不产生影响。其自身独立性好,可以适用于各种使用环境;G、光纤传感器组