光纤液位传感器

  光纤液位传感器采用红光或近红外光为光源,以光导纤维作为信号传输载体,光纤敏感头为检测单元,利用光折射原理,通过对光在空气和被测介质中不同折射率的分析,实现对液位的定点监测。

组成

  光纤液位传感器由以下三部分组成:

  (1)接触液体后光反射量的检测器件即光敏感元件;

  (2)传输光信号的双芯光纤;

  (3)发光、受光和信号处理的接收装置。

  这种传感器的敏感元件和传输信号的光纤均由玻璃纤维构成,故有绝缘性能好和抗电磁噪声等优点。

原理

  光纤液位传感器的发光器件射出来的光通过传输光纤送到敏感元件,在敏感元件的球面上,有一部分透过,而其余的光被反射回来。当敏感元件与液体相接触时,与空气接触相比,球面部的光透射量增大,而反射量减少。因此,由反射光量即可知道敏感元件是否接触液体。反射光量决定于敏感元件玻璃的折射率和被测定物质的折射率。被测物质的折射率越大,反射光量越小。来自敏感元件的反射光,通过传输光纤由受光器件的光电晶体管进行光电转换后输出。敏感元件的反射光量的变化,若以空气的光量为基准,在水中则为-6dB~-7dB,在油中为-25dB~-30dB。可对反射光量差别很大的水和油等进行物质判别。

应用

  1.检测液位

  在装有液体的槽内,将敏感元件安装在液面下预定检测的高度,当液面低于这一高度时,从敏感元件产生的反射光量就增加,根据这时发生的信号就能检测出液面位置。若在不同高度安装敏感元件,则可检测液面的高度。具体应用实例:

  (1)应用电力电缆对光纤液位传感器感应小的特点,设计制作检测电力电缆油面的光纤式油量极限报警装置。用这种装置能进行油量上限和下限报警。

  (2)利用光纤液位传感器耐化学腐蚀的优点,检测大型蓄电池的电解液液位。

  2.检测两种液体界面

  (1)检测油罐内的水分量。在汽油或轻油(柴油)罐内,由于事故或空气中的水分凝结而使罐底存在水分。为了避免事故,必须检测油罐内的水分,然后进行清扫或放水。在这种情况下,用没有爆炸危险的光纤液面计最合适。

  (2)区分汽油、柴油和水。

  3.检测多种液体

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