本實(shí)用新型涉及液位測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)量液位的裝置。

背景技術(shù)：

光纖傳感技術(shù)由于其具有防爆、無源、抗電磁干擾、防火、體積小、重量輕、復(fù)用性好、響應(yīng)速度快、易與光纖傳輸系統(tǒng)組成遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是在液體測(cè)量領(lǐng)域。

液位計(jì)是對(duì)容器內(nèi)的液位進(jìn)行測(cè)量，用于液位的上、下限報(bào)警等。光纖可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)液位測(cè)量，就是對(duì)液位連續(xù)地進(jìn)行測(cè)量，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、食品加工等諸多領(lǐng)域，具有非常重要的意義。按其工作原理可分為以下幾類：靜壓式、浮力式、聲學(xué)式、電氣式等；其中靜壓式根據(jù)流體靜力學(xué)原理，靜止介質(zhì)內(nèi)某一點(diǎn)的靜壓力與介質(zhì)上方自由空間壓力之差與該點(diǎn)上方的介質(zhì)高度成正比，因此可根據(jù)差壓來檢測(cè)液位；浮力式利用漂浮于液面上浮子隨液面變化位置，或者部分浸沒于液體中物體的浮力隨液位變化來檢測(cè)液位；聲學(xué)式利用超聲波在介質(zhì)中的傳播速度或在不同相界面之間的反射特性來檢測(cè)液位；電氣式把敏感元件做成一定形狀的電極置于被測(cè)介質(zhì)中，則電極之間的電氣參數(shù)，如電阻，電容等，隨液位的變化而變化；射線式是放射性同位素所放出的射線（如β射線，γ射線等）穿過被測(cè)介質(zhì)事，其輻射能量因吸收作用而減弱，能量將衰減，其衰減程度與液位有關(guān)；微波式由于微波屬于電磁波，在一定條件下，傳播速度是一定的，因此可以利用測(cè)量微波從傳感器傳播至物料表面并返回到傳感器所用的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)液位的測(cè)量； 磁致伸縮式：利用磁致伸縮的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)液位的測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量液位的裝置，該裝置通過觀察波谷波長(zhǎng)值的變化，既能得出容器內(nèi)的液體密度，通過體積變換，即可實(shí)現(xiàn)液體高度的測(cè)量；減小了測(cè)量設(shè)備的體積，降低有源風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)而推動(dòng)光纖傳感在實(shí)際工程應(yīng)用中的環(huán)境適應(yīng)性，并確保其具有更高的測(cè)試精度,更好的滿足實(shí)際工程的需要，實(shí)現(xiàn)拓展光纖傳感的應(yīng)用市場(chǎng)，并進(jìn)一步帶動(dòng)光纖傳感行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：該種測(cè)量液位的裝置，其特征在于：包括高反射膜、光學(xué)諧振腔、耦合器、寬帶光源和光譜儀，高反射膜固定在光學(xué)諧振腔的左右兩個(gè)內(nèi)表面，光學(xué)諧振腔是一個(gè)頂部敞口的開放腔體；耦合器單端輸出連接至光學(xué)諧振腔，寬帶光源連接至耦合器；寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過耦合器進(jìn)入光學(xué)諧振腔，光學(xué)諧振腔體內(nèi)反射的光譜信號(hào)被光譜儀接收、檢測(cè)，光譜儀輸出光譜為波谷光譜，波谷光譜的波谷數(shù)值對(duì)應(yīng)光學(xué)諧振腔內(nèi)物質(zhì)密度，光學(xué)諧振腔放置在容器底部，容器中液體會(huì)進(jìn)入到光學(xué)諧振腔中，光束經(jīng)過第一個(gè)高反射膜入射到第二個(gè)高反射膜后再返回光纖，光學(xué)諧振腔的反射光透過高反射膜后一部分繼續(xù)在光學(xué)諧振腔內(nèi)振蕩，另外一部分返回到光纖中，經(jīng)過耦合器進(jìn)入光譜儀。

進(jìn)一步地，所述的光學(xué)諧振腔為光學(xué)微諧振腔。

進(jìn)一步地，所述的高反射膜為介質(zhì)膜或金屬膜。

進(jìn)一步地，高反射膜的反射率為99.9%以上。

綜上，本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

該裝置通過觀察波谷波長(zhǎng)值的變化，既能得出容器內(nèi)的液體密度，通過體積變換，即可實(shí)現(xiàn)液體高度的測(cè)量；減小了測(cè)量設(shè)備的體積，降低有源風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)而推動(dòng)光纖傳感在實(shí)際工程應(yīng)用中的環(huán)境適應(yīng)性，并確保其具有更高的測(cè)試精度,更好的滿足實(shí)際工程的需要，實(shí)現(xiàn)拓展光纖傳感的應(yīng)用市場(chǎng)，并進(jìn)一步帶動(dòng)光纖傳感行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1高反射膜、2光學(xué)諧振腔、3耦合器、4寬帶光源、5光譜儀。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的特征和原理進(jìn)行詳細(xì)說明，所舉實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并非以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，該實(shí)用新型包括高反射膜1、光學(xué)諧振腔2、耦合器3、寬帶光源4和光譜儀5，高反射膜固定在光學(xué)諧振腔的左右兩個(gè)內(nèi)表面，光學(xué)諧振腔是一個(gè)頂部敞口的開放腔體；耦合器單端輸出連接至光學(xué)諧振腔，寬帶光源連接至耦合器；寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過耦合器進(jìn)入光學(xué)諧振腔，光學(xué)諧振腔體內(nèi)反射的光譜信號(hào)被光譜儀接收、檢測(cè)，光譜儀輸出光譜為波谷光譜，波谷光譜的波谷數(shù)值對(duì)應(yīng)光學(xué)諧振腔內(nèi)物質(zhì)密度，光學(xué)諧振腔放置在容器底部，容器中液體會(huì)進(jìn)入到光學(xué)諧振腔中，光束經(jīng)過第一個(gè)高反射膜入射到第二個(gè)高反射膜后再返回光纖，光學(xué)諧振腔的反射光透過高反射膜后一部分繼續(xù)在光學(xué)諧振腔內(nèi)振蕩，另外一部分返回到光纖中，經(jīng)過耦合器進(jìn)入光譜儀。

進(jìn)一步地，所述的光學(xué)諧振腔為光學(xué)微諧振腔。

其中高反射膜固定在光學(xué)諧振腔的兩個(gè)內(nèi)表面，高反射膜可以使介質(zhì)膜也可以是金屬膜，反射率達(dá)到99.9%以上，這樣就構(gòu)成了高精度的光學(xué)法布里-伯羅腔，寬帶光源4發(fā)出的光，經(jīng)過耦合器進(jìn)入到光學(xué)諧振腔，光學(xué)諧振腔是一個(gè)開放腔體，腔長(zhǎng)可以是幾十微米或幾百微米，將該光學(xué)諧振腔放置在容器底部，容器中液體會(huì)進(jìn)入到腔體中，光束經(jīng)過第一個(gè)高反膜，入射到第二個(gè)高發(fā)膜，再返回光纖，經(jīng)過耦合器進(jìn)入光譜儀。該腔體的反射光譜信號(hào)可以被光譜儀分析出來，其輸出特征光譜為一波谷光譜，波谷的數(shù)值也即是某一波長(zhǎng)值與腔內(nèi)的物質(zhì)密度有關(guān)系，通過觀察波谷波長(zhǎng)值的變化，即能得出容器內(nèi)的液體密度，通過體積變換，即可實(shí)現(xiàn)液體高度的測(cè)量。

腔內(nèi)液體的密度發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致光學(xué)諧振腔中的光束經(jīng)過的光程發(fā)生變化，且程變化的量是波長(zhǎng)變化量的2N倍，因此可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的液位測(cè)量。

該裝置通過觀察波谷波長(zhǎng)值的變化，既能得出容器內(nèi)的液體密度，通過體積變換，即可實(shí)現(xiàn)液體高度的測(cè)量；減小了測(cè)量設(shè)備的體積，降低有源風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)而推動(dòng)光纖傳感在實(shí)際工程應(yīng)用中的環(huán)境適應(yīng)性，并確保其具有更高的測(cè)試精度,更好的滿足實(shí)際工程的需要，實(shí)現(xiàn)拓展光纖傳感的應(yīng)用市場(chǎng)，并進(jìn)一步帶動(dòng)光纖傳感行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)。

上述實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)入本實(shí)用新型權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。

該實(shí)用新型公開了一種測(cè)量液位的裝置，耦合器單端輸出連接至光學(xué)諧振腔，寬帶光源連接至耦合器；寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過耦合器進(jìn)入光學(xué)諧振腔，光學(xué)諧振腔體內(nèi)反射的光譜信號(hào)被光譜儀接收、檢測(cè)，光譜儀輸出光譜為波谷光譜，波谷光譜的波谷數(shù)值對(duì)應(yīng)光學(xué)諧振腔內(nèi)物質(zhì)密度，光學(xué)諧振腔放置在容器底部，容器中液體會(huì)進(jìn)入到光學(xué)諧振腔中，光束經(jīng)過第一個(gè)高反射膜入射到第二個(gè)高反射膜后再返回光纖，光學(xué)諧振腔的反射光透過高反射膜后一部分繼續(xù)在光學(xué)諧振腔內(nèi)振蕩，另外一部分返回到光纖中，經(jīng)過耦合器進(jìn)入光譜儀。該裝置通過觀察波谷波長(zhǎng)值的變化，既能得出容器內(nèi)的液體密度，通過體積變換，即可實(shí)現(xiàn)液體高度的測(cè)量；減小了測(cè)量設(shè)備的體積，降低有源風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)而推動(dòng)光纖傳感在實(shí)際工程應(yīng)用中的環(huán)境適應(yīng)性，并確保其具有更高的測(cè)試精度,更好的滿足實(shí)際工程的需要，實(shí)現(xiàn)拓展光纖傳感的應(yīng)用市場(chǎng)，并進(jìn)一步帶動(dòng)光纖傳感行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)。