[发明专利]一种测量液位的装置

说明书

技术领域

本发明涉及液位测量装置技术领域，特别涉及一种测量液位的装置。

背景技术

光纤传感技术由于其具有防爆、无源、抗电磁干扰、防火、体积小、重量轻、复用性好、响应速度快、易与光纤传输系统组成遥测网络等优点而被广泛地应用于各行各业，尤其是在液体测量领域。

液位计是对容器内的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。光纤可以实现连续液位测量，就是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。按其工作原理可分为以下几类：静压式、浮力式、声学式、电气式等；其中静压式根据流体静力学原理，静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差与该点上方的介质高度成正比，因此可根据差压来检测液位；浮力式利用漂浮于液面上浮子随液面变化位置，或者部分浸没于液体中物体的浮力随液位变化来检测液位；声学式利用超声波在介质中的传播速度或在不同相界面之间的反射特性来检测液位；电气式把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中，则电极之间的电气参数，如电阻，电容等，随液位的变化而变化；射线式是放射性同位素所放出的射线（如β射线，γ射线等）穿过被测介质事，其辐射能量因吸收作用而减弱，能量将衰减，其衰减程度与液位有关；微波式由于微波属于电磁波，在一定条件下，传播速度是一定的，因此可以利用测量微波从传感器传播至物料表面并返回到传感器所用的时间来实现液位的测量； 磁致伸缩式：利用磁致伸缩的效应实现液位的测量。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种测量液位的装置，该装置通过观察波谷波长值的变化，既能得出容器内的液体密度，再通过液体密度反推出液体的体积，通过体积变换，即可实现液体高度的测量；减小了测量设备的体积，降低有源风险。进而推动光纤传感在实际工程应用中的环境适应性，并确保其具有更高的测试精度,更好的满足实际工程的需要，实现拓展光纤传感的应用市场，并进一步带动光纤传感行业的上下游产业。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种测量液位的装置，其特征在于：包括高反射膜、光学谐振腔、耦合器、宽带光源和光谱仪，高反射膜固定在光学谐振腔的左右两个内表面，光学谐振腔是一个顶部敞口的开放腔体；耦合器单端输出连接至光学谐振腔，宽带光源连接至耦合器；宽带光源发出的光经过耦合器进入光学谐振腔，光学谐振腔体内反射的光谱信号被光谱仪接收、检测，光谱仪输出光谱为波谷光谱，波谷光谱的波谷数值对应光学谐振腔内物质密度，光学谐振腔放置在容器底部，容器中液体会进入到光学谐振腔中，光束经过第一个高反射膜入射到第二个高反射膜后再返回光纤，光学谐振腔的反射光透过高反射膜后一部分继续在光学谐振腔内振荡，另外一部分返回到光纤中，经过耦合器进入光谱仪。

进一步地，所述的光学谐振腔为光学微谐振腔。

进一步地，所述的高反射膜为介质膜或金属膜。

进一步地，高反射膜的反射率为99.9%以上。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

该装置通过观察波谷波长值的变化，既能得出容器内的液体密度，再通过液体密度反推出液体的体积，通过体积变换，即可实现液体高度的测量；减小了测量设备的体积，降低有源风险。进而推动光纤传感在实际工程应用中的环境适应性，并确保其具有更高的测试精度,更好的满足实际工程的需要，实现拓展光纤传感的应用市场，并进一步带动光纤传感行业的上下游产业。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：

1高反射膜、2光学谐振腔、3耦合器、4宽带光源、5光谱仪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1所示，该发明包括高反射膜1、光学谐振腔2、耦合器3、宽带光源4和光谱仪5，高反射膜固定在光学谐振腔的左右两个内表面，光学谐振腔是一个顶部敞口的开放腔体；耦合器单端输出连接至光学谐振腔，宽带光源连接至耦合器；宽带光源发出的光经过耦合器进入光学谐振腔，光学谐振腔体内反射的光谱信号被光谱仪接收、检测，光谱仪输出光谱为波谷光谱，波谷光谱的波谷数值对应光学谐振腔内物质密度，光学谐振腔放置在容器底部，容器中液体会进入到光学谐振腔中，光束经过第一个高反射膜入射到第二个高反射膜后再返回光纤，光学谐振腔的反射光透过高反射膜后一部分继续在光学谐振腔内振荡，另外一部分返回到光纤中，经过耦合器进入光谱仪。