[发明专利]基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法，包括一竖直设置的单模光纤，单模光纤上刻写有FBG光栅，单模光纤外封装有单模光纤沿其轴心方向设置的圆柱状硅胶，硅胶上端设有覆盖所述单模光纤的铁片。所述铁片为圆形，铁片与所述圆柱状硅胶同轴连接。所述铁片半径小于所述圆柱状硅胶截面半径。本发明提供一种基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法，该基于单模FBG光栅的液位传感器能够实现对液体的静态液位测量，且具有良好的线性度。本发明结构、操作简单，技术成本较低，重复性高，易于实现器件的批量加工，具有很高的经济效益。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法。

背景技术

压力式光纤液位传感器是根据液体高度不同产生的压强不同的原理来检测液位的。由于光纤具有耐高温、耐腐蚀等优点，因此压力式光纤液位传感器可以与液体接触，这便使它具有了更为广泛的应用前景。

由于液位测量中被测介质种类繁多、介质的物理化学性质极其复杂、现场工作条件恶劣等，因此出现了各种各样的液位传感器，这些液位传感器的测量原理和方法各有其优缺点。与传统的液位传感器相比，光纤液位传感器具有如下优点：（１）耐高温高压、抗电磁干扰、抗环境噪声、抗电气绝缘性好，在易燃、易爆环境下安全可靠；（２）频带宽、动态范围广，灵敏度高；（３）便于远距离测量和控制；（４）体积小、质量轻、安装简单、造价低。

申请人提供一种基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法，能够实现对液体的静态液位测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法，实现对液体的静态液位测量。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种基于单模FBG光栅的液位传感器，包括一竖直设置的单模光纤，单模光纤上刻写有FBG光栅，单模光纤外封装有单模光纤沿其轴心方向设置的圆柱状硅胶，圆柱状硅胶上端设有覆盖所述单模光纤的铁片。

进一步的，所述铁片为圆形，铁片与所述圆柱状硅胶同轴连接。

进一步的，所述铁片半径小于所述圆柱状硅胶截面半径。

一种基于单模FBG光栅的液位传感器的制作方法，方法包括：

步骤1）除去单模光纤中部包层；

步骤2）采用激光刻写技术对上述单模光纤进行刻写，得到FBG结构；

步骤3）在上述单模光纤外熔覆硅胶，使硅胶呈圆柱状，且单模光纤沿圆柱轴心方向设置；

步骤4）在圆柱状硅胶的上端面安装覆盖所述单模光纤的铁片，得到基于单模FBG光栅的液位传感器。

进一步的，所述单模光纤采用SMF-28单模光纤。

本发明的有益效果是：本发明提供一种基于单模FBG光栅的液位传感器及其制作方法，能够实现对液体的静态液位测量，且具有良好的线性度。本发明结构、操作简单，技术成本较低，重复性高，易于实现器件的批量加工，具有很高的经济效益。

附图说明

图1为实施例1所述基于单模FBG光栅的液位传感器的结构示意图；

图2为实施例3所述折射率传感装置的结构示意图；

图3为基于单模FBG光栅的液位传感器随Nacl溶液高度变化得到的反射光谱；

图4为基于单模FBG光栅的液位传感器随Nacl溶液高度变化得到的波长—应变关系曲线。