[实用新型]一种光纤阵列液位传感器的圆筒形立柱和圆柱体浮子结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤液位传感器的结构，特别是涉及一种具体结构为一个圆柱体浮子放置在圆筒形立柱中。

背景技术

专利文献“基于磁耦合和光纤对阵列的液位测量方法”（申请号201110079746.2）公开了一种基于磁耦合和光纤阵列的液位测量方法，该文献提出：在被测液体中固定一立柱，立柱中布置有光纤对线性阵列，光纤对的两根光纤对准端面之间有保证能够通光的窄缝，所有光纤对的窄缝连通形成窄缝导槽，窄缝导槽中有磁性挡光板，磁性挡光板能够全部或部分挡住一个或数个光纤对的通光量，随液面浮动的浮子中有永磁铁，永磁铁通过磁耦合驱动磁性挡光板沿窄缝导槽移动，从而调制光纤对的通光量，液面高度不同，不同光纤对的通光量被调制，通过检测各光纤对的通光情况即可知道液面位置。该文献提到：立柱的形状和高度根据测量要求设计，但立柱高度必须大于窄缝导槽的长度。该文献还提到：浮子为中空壳体，其中装有永磁铁，浮子壳厚度越小越好，但要有足够的强度保证浮子不变形。浮子的尺寸需要根据材料密度，永磁铁尺寸和重量以及被测液体密度来进行设计，以保证浮子能刚好浮在液面为准。但是该文献没有对立柱和浮子的具体形状提出明确规定，这在实际应用中是必须考虑的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种简单、实用、可靠的光纤阵列液位传感器圆筒形立柱和圆柱体浮子结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：圆柱体浮子放置在圆筒形立柱中，圆柱体浮子内部密封有圆环形永磁铁，圆筒形立柱的侧壁中密封有光纤对阵列和磁性挡光板，光纤对阵列的光纤从圆筒形立柱的顶部引出。圆筒形立柱顶部和底部有多个小孔与外界连通，顶部小孔连通空气，底部小孔连通被测液体。

所述圆筒形立柱的内径仅比圆柱体浮子的外径稍大一点，以保证圆柱体浮子能够在圆筒形立柱中沿轴线自由运动为限。

所述圆筒形立柱可以由两个半径不同的同轴圆筒构成，其中小圆筒外壁与大圆筒内壁之间有间隙，该间隙形成侧壁，该间隙大于1毫米，以便布置光纤对阵列和安放磁性挡光板，但不要太大，避免不必要地增大传感器体积和耗费材料。

所述光纤对阵列由多组两根端面严格对准的光纤对组成，所有光纤对沿立柱高度方向排列成光纤对阵列。每组光纤对阵列的两根光纤对准端面之间留有约一毫米的间隙，所有光纤对的间隙是连通的，沿立柱高度方向形成一条窄缝导槽，光纤对阵列高度大于被测液体深度。

所述磁性挡光板置于光纤对阵列的窄缝导槽中，磁性挡光板为薄片状，其高度小于窄缝导槽的缝高，磁性挡光板可以在光纤对阵列的窄缝导槽中自由运动。

所述环形永磁铁的外径与浮子壳体内径紧配合，并用粘胶使环形永磁铁固定在浮子壳体内。

所述立柱顶部和底部小孔的直径尽可能地小，以减小空气和被测液体以外的杂质进入立柱里面的可能性，但同时要保证空气和被测液体能顺利进入立柱里面；小孔的数量尽可能地多，以保证空气和被测液体能顺利进入立柱里面，但要以立柱顶部和底部能够开孔的面积为限。

本实用新型的优点主要是：

1. 由于圆柱体浮子受到圆筒形立柱内壁的限制，浮子中的永磁铁与立柱侧壁内的磁性挡光板的相对位置不会发生变化，因此永磁铁与磁性挡光之间的磁耦合力更加稳定，这样永磁铁对磁性挡光板的拖动更加可靠，从而使得液位测量更加可靠。

2. 由于被测液体通过液压从立柱底部进入圆筒形立柱里面，立柱外面的液面波动不影响立柱里面的液面状况，所以非液体容量变化引起的液面波动不影响液位的测量，因此这种结构的液位传感器也是液体容量传感器，非常适合应用在诸如车辆、船舶和飞机等交通工具上对容器中的液体容量进行测量。

附图说明

图1为圆筒形立柱和圆柱体浮子的结构示意图。

图2为圆柱体浮子的左视图。

图3为圆柱体浮子的俯视图。

图中：1.圆筒形立柱； 2.浮子； 3.光纤对阵列； 4.永磁铁； 5.侧壁； 6.磁性挡光板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述，但并不局限于下面所述内容。