[发明专利]一种液位传感器及液位传感系统

说明书

本发明实施例提供一种液位传感器及液位传感系统,以产生随待检测液位容器的高压侧与低压侧之间的差压变化而变化的光反馈信号，从而使所述光反馈信号经过处理后实现对待检测液位容器液位的测量，包括：流体腔；膜片；FBG腔，设于光纤位于流体腔内的部位；光纤，用于通过FBG腔传递光信号至光纤布拉格光栅传感器并通过FBG腔接收光纤布拉格光栅传感器产生的光反馈信号；光纤布拉格光栅传感器，用于感应膜片的应变并产生随待检测液位容器的高压侧与低压侧之间的差压变化而变化的光反馈信号；高压室以及低压室。本发明实施例通过光反馈信号实现了对待检测液位容器液位的测量。

技术领域

本发明涉及一种液位传感器及液位传感系统。

背景技术

在光纤纤芯传播的光将在每个光栅面处发生散射，如果不满足布拉格条件，依次排列的光栅平面反射的光相位将会逐渐变得不同直到最后相互抵消。当满足布拉格条件时，每个光栅平面反射回来的光逐步累加，最后会在反向形成一个反射峰，中心波长由光栅参数决定。

光栅布拉格条件为：

λ_B＝2n_effΛ (1-1)

其中λ_B表示布拉格波长，n_eff表示光栅的有效折射率，Λ表示光栅周期。

对(1-1)式两边取微分，可得：

Δλ_B＝2Δn_effΛ+2n_effΔΛ (1-2)

应变和温度分别通过弹光效应与热光效应影响n_eff，通过长度和热膨胀效应影响周期Λ，从而使λ_B发生移动。因此，由公式(1-2)导出应变和温度变化对光栅中心波长的漂移为：

式中第一项表示应变对光纤的影响，第二项表示温度对光纤的影响。因此，外界扰动导致的中心波长的任何改变，都是由温度和应变两者的共同作用。

发明内容

本发明实施例提供一种液位传感器及液位传感系统,以产生随待检测液位容器的高压侧与低压侧之间的差压变化而变化的光反馈信号，从而使所述光反馈信号经过处理后实现对待检测液位容器液位的测量。

本发明实施例通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供一种液位传感器，包括：

流体腔；

膜片，设于流体腔内并与流体腔密封连接以将流体腔分隔为高压室和低压室；

FBG腔，设于光纤位于流体腔内的部位；

光纤，用于通过FBG腔传递光信号至光纤布拉格光栅传感器并通过FBG腔接收光纤布拉格光栅传感器产生的光反馈信号；

光纤布拉格光栅传感器，与膜片接触，用于感应膜片的应变并产生随待检测液位容器的高压侧与低压侧之间的差压变化而变化的光反馈信号；

高压室，用于填充流体并与待检测液位容器高压侧连通；以及

低压室，用于填充流体并与待检测液位容器低压侧连通。

进一步的，膜片的高压室侧和低压室侧分别设有固定板；光纤固定于固定板，每个固定板通过光纤布拉格光栅传感器与膜片连接。

进一步的，所述膜片焊接在流体腔的中心位置。

进一步的，所述光纤穿过流体腔固定在膜片的中心和固定板上。