探針式光纖液位傳感器的儀器化研究.pdf

1、該文提出了一種新型光纖液位傳感器,結(jié)合受抑全內(nèi)反射式光纖傳感頭精確的液位傳感特性和單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)高定位精度的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)對被測液面的高精度自動測量.呈直角圓錐形的傳感探頭由62.5μm/125μm的單根多模光纖,經(jīng)電弧加熱拉制或機(jī)械研磨而成.由于從傳感頭反射回的光強(qiáng)依賴于傳感頭周圍介質(zhì)的折射率,當(dāng)傳感頭移動通過兩種折射率不同的介質(zhì)的界面時(shí),就會產(chǎn)生明顯的光強(qiáng)度變化.利用單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)驅(qū)動傳感探頭,可以實(shí)時(shí)跟蹤

2、液面變化并同時(shí)給出液位信息.該系統(tǒng)傳感探頭尺寸小,感知液面位置的精度達(dá)到微米量級,而且傳感頭與光纖一體化、可靠性強(qiáng)、對檢測目標(biāo)無任何影響.該傳感器在2m測量范圍內(nèi)分辨率達(dá)到0.1mm,測量精度達(dá)到±0.4mm,且無長期漂移.該文首次將單光纖液位傳感頭與單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)結(jié)合,構(gòu)成高精度的液位自動跟蹤測量系統(tǒng).該系統(tǒng)提供了一種新的測量柴油、汽油及多種有機(jī)溶劑的方法,而且具有結(jié)構(gòu)簡單、高精度、高靈敏度、無漂移等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于石

3、油化工系統(tǒng)多種液體的高精度連續(xù)自動測量和監(jiān)測,特別適用于小型容器的精確液位計(jì)量.該文還詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),包括對系統(tǒng)光源、光電探測器等器件的選擇、系統(tǒng)硬件電路和軟件模塊的設(shè)計(jì)等.該系統(tǒng)是單片機(jī)為核心的智能控制系統(tǒng),通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示及控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài),接受用戶的指令,將液面位置、預(yù)警值、傳感頭的狀態(tài)等信息顯示在顯示器上.系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了提高系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性,軟件設(shè)計(jì)也采用指令冗余、軟件