[发明专利]双光束非接触式位移传感器

权利要求书

1.一种用于流体液位测量的远程位移感测系统，所述系统包括：

一维成像传感器；

第一激光源，所述第一激光源被引向加热炉内的流体表面，以使得由所述一维成像传感器在第一位置处检测第一反射光束；

第二激光源，所述第二激光源被引向所述加热炉内的所述流体表面，以使得由所述一维成像传感器在第二位置处检测第二反射光束；以及

处理器，所述处理器被配置为监测所述第一位置与所述第二位置之间的距离，并基于所述第一位置与所述第二位置之间的所述距离的变化来计算所述流体的液位的变化，

其中，从与垂直穿过所述一维成像传感器的平面垂直的视角来看，所述第一反射光束与所述第二反射光束相交。

2.根据权利要求1所述的远程位移感测系统，其中，所述第一激光源和所述第二激光源产生光束，所述光束的横截面的长度实质上大于宽度。

3.根据权利要求2所述的远程位移感测系统，其中，所述第一激光源和所述第二激光源的所述光束的横截面的长度垂直于所述一维成像传感器。

4.根据权利要求1所述的远程位移感测系统，其中，所述第一激光源和所述第二激光源同步进行脉冲，且对于相同脉冲长度保持在开启状态中。

5.根据权利要求4所述的远程位移感测系统，其中，所述一维成像传感器的检测积累时间段比所述脉冲长度长。

6.根据权利要求5所述的远程位移感测系统，其中，所述一维成像传感器是与所述第一激光源和所述第二激光源异步进行脉冲。

7.根据权利要求1所述的远程位移感测系统，其中，串联在所述流体表面与所述一维成像传感器之间的一个或多个滤光器具有包括450或500纳米波长的通带。

8.根据权利要求1所述的远程位移感测系统，其中，所述第一激光源和所述第二激光源在500纳米波长以下进行操作。

9.根据权利要求8所述的远程位移感测系统，其中，所述第一激光源和所述第二激光源在450纳米波长以下进行操作。

10.根据权利要求1所述的远程位移感测系统，其中，所述处理器被配置为基于以下的等式来计算所述流体的所述液位的变化Δ₆₂₆：

其中，x₂-x₁是所述第一位置与所述第二位置之间的所述距离的变化，是无扰动情况下的在所述第一激光源或第二激光源与所述流体表面之间的角度。

11.根据权利要求10所述的远程位移感测系统，其中，所述角度θ在0.5°与1.5°之间。

12.根据权利要求1所述的远程位移感测系统，其中，所述流体选自包含以下物质的组：蓝宝石、硅、碳化硅和玻璃。

13.一种对流体表面执行远程位移感测的方法，所述方法包括：

引导第一激光光束通过加热炉的观察通道，在所述加热炉内部的流体表面反射，并通过所述观察通道返回；

引导第二激光光束通过所述加热炉的所述观察通道，在所述加热炉的内部的流体表面反射，并通过所述观察通道返回；

借助至少一个成像传感器在第一时间段期间测量所述第一激光光束与所述第二激光光束之间的第一平均距离；

借助所述至少一个成像传感器在第二时间段期间测量所述第一激光光束与所述第二激光光束之间的第二平均距离；

借助处理器来计算所述第一平均距离与所述第二平均距离之间的差；以及

借助所述处理器根据所述差来确定所述流体表面的高度的变化，

其中，从与垂直穿过所述成像传感器的平面垂直的视角来看，所述第一激光光束与所述第二激光光束交叉。