收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

塑料光纤连续测量液位传感器

刘凌寒  
【摘要】:现有的光纤液位传感器测量范围很大,可用于工业领域如易燃易爆的大型储油罐场所等。针对其测量不够连续导致的测量精度有待提高的问题,本文设计了一种圆柱形状水平放置于待测液体中的聚合物光纤液位传感器,这种传感器可以进行无间隔连续测量液位高度,提高了原有液位传感器的精度。 本文的核心工作为两个部分: 一、对本文中所设计的光纤传感器进行理论模拟。 1.对包层功率分配随芯径变化进行模拟 经过一系列公式推倒和编程,得到包层功率分配随纤芯芯径的变化。三种模拟对象的材料分别是纤芯折射率1.59的聚苯乙烯,包层折射率为1.49的聚甲基丙烯酸甲酯;纤芯是折射率为1.49的聚甲基丙烯酸甲酯,包层为折射率1.40四氟乙烯和偏氟乙烯的共聚物;光纤折射率1.492聚甲基丙烯酸甲酯,包层折射率为1.417的聚乙烯。可以看到常用集中光纤功率随芯径的分配变化差异很小,趋势非常相近。 2.纤芯功率分配随包层折射率变化的模拟 为了得到光纤放入不同液体介质中功率的变化,再模拟纤芯功率与总功率比值随包层折射率n2变化的情况。从实验结果中得到如果一根芯径1mm的光纤芯径减小到0.9mm,在相同包层折射率下纤芯功率分配会减小。在纤芯功率不变的情况下,一根芯径1mm的光纤芯径减小到0.9mm,它对应的包层折射率更小。 二、实验验证这种传感器进行实际应用的可行性 1.传感器缠绕光纤的圈数对实验的影响 用三个已经制作而成的缠绕不同光纤圈数的传感器来进行实验。1号传感器缠绕一圈光纤,2号传感器缠绕4圈光纤,3号传感器缠绕9圈光纤,在相同条件下进行液位测量。 通过实验结果可以看到缠绕光纤圈数越多,电压随液位高度的变化越明显。这是因为缠绕光纤外侧需要打磨制成探头,圈数越多意味着探头探测部位越多,对于外界液体探测越灵敏。测量结果几乎呈线性,误差可能和手工打磨有关。 2.传感器直径大小对实验的影响 在两个不同直径1.8cm和3.2cm的圆柱体上缠绕相同长度的光纤制作传感器,都将外圈全部打磨并在相同条件下进行液位测量。 可以得到传感器直径的大小对于电压变化有影响,直径越小,电压随液位高度变化越明显。原因是直径越小的传感器,缠绕光纤的半径即越小,传感部位的光功率损耗越大,传感越灵敏。 3.侧剖深度对实验的影响 取三组不同侧剖深度的传感器作对比实验。1号侧剖深度约为100微米,2号侧剖深度约为200微米,3号侧剖约为300微米。 可以看到1号传感器的电压随液面上升变化较小,3号传感器在试验中电压随液面变化较大。这是因为随着侧剖的加深传干部为光功率损耗越大,包层厚度125微米,2号传感器和3号传感器甚至都侧剖了部分纤芯,更加增大了功率损耗,所以导致了传感器更加灵敏。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨长欣;;泥浆池体积传感器串联的应用——综合录井仪一种可检测多池体积方法的实现[J];录井工程;1995年02期
2 徐立中;具有串行数据输出功能的液位传感器的研究与设计[J];水利水文自动化;1996年03期
3 李叶芳;梁秀萍;王晓旭;兴利;;基于光纤形状改变实现的液位传感器实验[J];物理实验;2006年02期
4 于集建;;光纤液位传感器检测原理探讨[J];应用光学;1991年04期
5 魏端勋;陆金;;1000t油压校直机液压系统[J];甘肃科技;2007年09期
6 白晋萍;;变频技术在焦化厂恒压供水系统中的应用[J];科技情报开发与经济;2007年06期
7 蒋庆华;;油罐液位监控系统在注汽锅炉上的应用[J];中国科技信息;2008年14期
8 方斌;胡毅;;ARM液位传感器自动检验调整系统浅析[J];科技风;2009年08期
9 吕涛;刘德森;刘志麟;何开华;程永进;;基于非本征Fabry-Perot腔光纤液位传感器研究[J];光子学报;2007年04期
10 康伟芳;;基于巨磁电阻的液位测量传感器的设计[J];实验技术与管理;2009年07期
11 陈煜;鲁雪生;顾安忠;;超流氦获取实验液位数据采集与测试系统研究[J];低温与超导;2009年04期
12 黄伟荣;高应俊;刘志麟;张范军;阮驰;;温度对光纤法-珀液位传感器腔深度的影响与补偿[J];光子学报;2005年12期
13 方友村;;PLC在计数式多种液体自动混合系统中的应用[J];科技信息;2009年07期
14 邱志华;;浅析燃油液位传感器抗腐蚀电路对燃油指示的影响与正确读数[J];科协论坛(下半月);2010年04期
15 马福昌,郭建珠;地下水位动态监测新技术[J];山西水利;2005年01期
16 王志新;谷云东;李洪兴;;三水箱多变量液位控制实验设计[J];实验技术与管理;2007年01期
17 ;发明与专利[J];传感器世界;2010年06期
18 沈亚光;;岩屑体积自动测量装置[J];录井工程;2001年01期
19 淮文博;;高精度液位测量电路设计[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2010年04期
20 陆申龙,金浩明,曹正东;振动式液体密度传感器和液位传感器技术[J];大学物理;1991年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李震;洪添胜;黄伟锋;孙道宗;朱余清;;谐振式液位传感器在蓄水池测控系统中的应用[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
2 李一博;金翠云;靳世久;王立坤;;C8051F020在磁致伸缩液位传感器中的应用[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
3 曹苗苗;王娟娟;刘维;;超声液位传感器的实验研究[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
4 张洁;朱永;谭靖;陈伟民;;大型桥梁连通管式挠度自动检测的新型液位传感器[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
5 ;丹佛斯(上海)自动控制有限公司——Danfoss工业制冷产品介绍[A];上海制冷节(首届)论文集[C];2004年
6 刘国生;刘烈晖;;远程水位(潮位)实时监测系统[A];第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C];2007年
7 仲丛久;;远程超声波明渠流量计的设计[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
8 包江;行莉;;RTK在自航耙吸式挖泥船上应用的原理和意义[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年
9 陆永超;洪添胜;王万章;梁华新;陈木源;;果园机动农药喷雾机监测系统的研制[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
10 陈鹏;;三峡船闸油箱总成设备管理实践[A];中国航海学会船闸专业委员会2008年论文汇编[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 Barerem-Melgueba Mao;掺杂B-Ge光纤中的长周期光纤光栅及其应用[D];浙江大学;2012年
2 郭钟华;节能型洁具真空吸排系统的研究[D];南京理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲍康贵;新型液位传感器系统的设计与实现[D];杭州电子科技大学;2012年
2 张岚;磁致伸缩液位传感器的设计及优化[D];南京理工大学;2011年
3 杜文斌;干涉条纹计数法F-P腔液位传感器研究及其温度补偿[D];暨南大学;2010年
4 刘凌寒;塑料光纤连续测量液位传感器[D];吉林大学;2011年
5 叶琳琳;新型聚合物光纤液位传感器的精确测量技术研究[D];吉林大学;2009年
6 赵哲;光纤布拉格光栅液位传感器的实验研究[D];北京化工大学;2008年
7 赵二刚;光纤光栅液位传感器研究[D];复旦大学;2009年
8 管爱红;触点式光纤液位传感器的研究及强度调制型光纤压力传感器的稳定性考查[D];大连理工大学;2002年
9 柴婷婷;基于DSP的磁致伸缩液位传感器的设计与实现[D];太原理工大学;2006年
10 董迪晶;超声波液位传感器的开发[D];天津大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 梁亚杰;“无为而治”成就太工天成[N];中国计算机报;2004年
2 ;结构调整的重要平台[N];山西日报;2003年
3 李爱珍;从“研究科技”到“经营科技”[N];山西日报;2004年
4 本报记者 魏贵富;太原高薪技术产业开发区——“二次创业”开新局[N];山西经济日报;2004年
5 闫爱平;太原高新区提前实现“双过半”[N];山西经济日报;2002年
6 丁燕申 段敏;“火箭”系列磁致伸缩物位传感器中试线建成[N];中国电子报;2003年
7 王晶;圣威尔:向汽车传感器迈进[N];中国电子报;2003年
8 郭民民;太原潜力产品渐成气候[N];山西日报;2001年
9 李铭;地质灾害监测利器[N];地质勘查导报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978