專利名稱：光纖液位報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，是一種液位定位裝置。
現(xiàn)有的液位報警裝置，有機(jī)械式和電子傳感測定式。機(jī)械式采用浮球探測液面，由浮球帶動一機(jī)械傳動裝置產(chǎn)生報警，從而實現(xiàn)液面位置報警，這種報警裝置具有傳動可靠性差，現(xiàn)場安裝困難等缺點。電子傳感式又有接近開關(guān)探測和壓力傳感式探測等形式，由傳感器產(chǎn)生的電信號通過導(dǎo)線傳輸?shù)綀缶b置，實現(xiàn)液面報警，由于采用電測方式，對于一些易燃易爆的液體如汽油、煤油、乙烷、液化石油汽等存在不安全因素，而且信號易受干擾，影響測量準(zhǔn)確度。
本實用新型的目的是設(shè)計一種可準(zhǔn)確測定液體液面位置、而且易于安裝、使用安全可靠的液位報警裝置。
本實用新型是電子報警器的改進(jìn)，傳感器改為液敏頭，液敏頭是一個微型三棱鏡，其中一棱邊法向與兩條光纖相熔接，其中一條光纖作送光用，而另一條光纖作回光用，當(dāng)光通過送光光纖到達(dá)三棱鏡時，垂直于棱鏡斜邊的光矢分量將穿過棱邊進(jìn)入棱鏡并投射到另一棱邊邊上。此時如果棱鏡處在氣態(tài)媒質(zhì)中，由于氣態(tài)媒質(zhì)的輻射率與棱鏡材料的輻射率相差很大，進(jìn)入棱鏡的光在棱邊上發(fā)生全反射，這時光沿著回光光纖返回，此時在回光光纖的尾端有很強(qiáng)的光線穿透出來。如果棱鏡處在液態(tài)媒質(zhì)中，由于液態(tài)媒質(zhì)的折射率與棱鏡材料的折射率相差很小，進(jìn)入棱鏡的光將穿過棱鏡進(jìn)入液體而很少被折回到回光光纖中，此時回光光纖的尾端只有很弱的光線穿透出來。我們通過測定回光光纖尾端光線的強(qiáng)弱便知道棱鏡(液敏頭)是否處在液體中，從而判知液面位置。
本實用新型是利用光信號來探測液面位置的，電信號遠(yuǎn)離探測現(xiàn)場，特別適用于易燃易爆的液體液位測定。由于光纖具有抗腐蝕，抗電磁干擾，抗溫度干擾等優(yōu)越性能，故本實用新型抗干擾性強(qiáng)，本質(zhì)安全，工作穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場安裝容易。
下面就附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明附

圖1本實用新型示意圖附圖2單液位指示報警實例附圖3雙液位指示報警實例附圖中1--光發(fā)射裝置，2--送光光纖，3--液敏頭，4--回光光纖，5--光電轉(zhuǎn)換裝置，6--指示報警裝置，7--液體，8--套管，9--機(jī)箱，10--電源開關(guān)，11--油罐，12--送光光纖B,13--液敏頭B,14--回光光纖B。
對附圖1的說明，液敏頭(3)設(shè)計成一塊微型三棱鏡，液敏頭(3)的一棱邊上熔接著送光光纖(2)和回光光纖(4)，送光光纖(2)的另一端接光發(fā)射裝置(1)，回光光纖(4)的另一端接光電轉(zhuǎn)換裝置(5)。工作時，光從光發(fā)射裝置(1)發(fā)出，經(jīng)過送光光纖(2)到液敏頭(3)時，垂直于液敏頭(3)棱邊的光矢分量將穿過棱邊進(jìn)入液敏頭(3)并投射到液敏頭(3)的另一棱邊上。此時如果液敏頭(3)處在氣態(tài)媒質(zhì)中，由于氣態(tài)媒質(zhì)的折射率與液敏頭材料的折射率相差很大，進(jìn)入液敏頭(3)的光在兩條棱邊上發(fā)生全反射，這時光沿著回光光纖(4)返回，回光光纖(4)的尾端有很強(qiáng)的光穿透出來。如果液敏頭(3)處在液態(tài)媒質(zhì)中，由于液態(tài)媒質(zhì)的折射率與液敏頭材料的折射率相差很小，進(jìn)入液敏頭(3)的光將穿過棱邊進(jìn)入液體而很少被折回到回光光纖(4)中，此時回光光纖(4)的尾端只有很微弱的光穿透出來。我們用光電轉(zhuǎn)換裝置(5)來測定回光光纖(4)返回光的強(qiáng)弱便可知道液敏頭(3)是否處在液體中，從而判知液面位置，指示報警裝置(6)將光電轉(zhuǎn)換裝置(5)的強(qiáng)弱信號通過指示燈或聲音表示出來。
實例一(附圖2)單液位指示報警裝置實際應(yīng)用中，將送光光纖(2)和回光光纖(4)用一塑料套管(8)包扎在一起并將帶液敏頭(3)的一端插入油罐(11)中，插入深度視要求液位位置而定，將套管(8)固定在油罐(11)上，光發(fā)射裝置(1)、光電轉(zhuǎn)換裝置(5)和指示報警裝置(6)通?？捎靡粋€機(jī)箱(9)集中起來，也可視使用情況分別安裝。使用時，將電源開關(guān)(10)打開，接通電源。
光從光發(fā)射裝置(1)發(fā)出，經(jīng)過送光光纖(2)到液敏頭(3)，此時油罐(11)中液位未到達(dá)液敏頭(3)，液敏頭(3)處在氣態(tài)媒質(zhì)中，由于氣態(tài)媒質(zhì)的折射率與液敏頭材料的折射率相差很大，進(jìn)入液敏頭(3)的光大部分被反射到回光光纖(4)中，返回的光通過回光光纖(4)傳到光電轉(zhuǎn)換裝置(5)，指示報警裝置(6)指示液體未到位。
往油罐(11)中加入液體(7)，液位逐漸上升，當(dāng)液位到達(dá)液敏頭(3)時，由于液態(tài)的折射率與液敏頭材料的折射率相差很小，進(jìn)入液敏頭(3)的光大部分穿過液敏頭(3)的進(jìn)入液體(7)而很少被折回到回光光纖(4)中，這時光電轉(zhuǎn)換裝置(5)收到的是微弱的光信號，指示報警裝置(6)指示液位到位并啟動報警裝置。
實例二(附圖3)雙液位指示報警裝置將送光光纖(2)、送光光纖B(12)、回光光纖(4)和回光光纖B(14)用一塑料套管(8)包扎在一起并將帶液敏頭(3)和液敏頭B(13)的一端插入油罐(11)中，上液位由液敏頭(3)的插入深度決定，下液位由液敏頭B(13)的插入深度決定，將套管(8)固定在油罐(11)上，光發(fā)射裝置(1)、光電轉(zhuǎn)換裝置(5)和報警裝置(6)均為雙路設(shè)計并用一個機(jī)箱(9)集裝起來。
使用時，將電源開關(guān)(10)打開，接通電源，光發(fā)射裝置(1)同時對送光光纖(2)和送光光纖B(12)送光，光分別到達(dá)液敏頭(3)和液敏頭B(13)，此時油罐(11)中液位未到達(dá)液敏頭B(13)，液敏頭(3)和液敏頭B(13)均處于氣態(tài)媒質(zhì)中，進(jìn)入液敏頭(3)的光大部分沿著回光光纖(4)返回到光電轉(zhuǎn)換裝置(5)，進(jìn)入液敏頭B(13))的光大部分沿著回光光纖B(14)返回到光電轉(zhuǎn)換裝置(5)，指示報警裝置(6)指示上下液位均未到位。
往油罐(11)中加入液體(7)，液位逐漸上升，當(dāng)液位到達(dá)液敏頭B(13)時，進(jìn)入液敏頭B(13)的光大部分穿過液敏頭B(13)進(jìn)入液體(7)中而很少被折回到回光光纖B(14)，這時光電轉(zhuǎn)換裝置(5)收到的下液位回路只是微弱的光信號，指示報警裝置(6)指示下液位到位，而這時的上液位通路仍處于先前的未到位狀態(tài)。
再往油罐(11)中加液體(7)，液位繼續(xù)上升，當(dāng)液位到達(dá)液敏頭(3)時，進(jìn)入液敏頭(3)的光大部分穿過液敏頭(3)進(jìn)入液體(7)中而很少被折回到回光光纖(4)、這時光電轉(zhuǎn)換裝置(5)收到的上液位回路是微弱的光信號，指示報警裝置(6)指示上液位到位，并發(fā)出報警。
上述液位指示報警實例，增加自動控制部分，可實現(xiàn)自動液位控制。
權(quán)利要求1.光纖液位報警器，由光發(fā)射裝置(1)、送光光纖(2)、液敏頭(3)、回光光纖(4)、光電轉(zhuǎn)換裝置(5)和指示報警裝置(6)所構(gòu)成，其特征在于液敏頭(3)是一塊微型三棱鏡，液敏頭(3)的一棱邊熔接送光光纖(2)和回光光纖(4)，送光光纖(2)的另一端接到光發(fā)射裝置(1)，回光光纖(4)的另一端接光電轉(zhuǎn)換裝置(5)。
專利摘要光纖液位報警器,在一塊三棱鏡上熔接送光光纖和回光光纖,根據(jù)不同介質(zhì)對穿過棱鏡的光的折射率差異,來自送光光纖的光,返回到回光光纖的光強(qiáng)度不同,通過測量光返回量便知液面是否到達(dá)三棱鏡。這種裝置電不到現(xiàn)場,本體安全,特別適用于易燃、易爆液體的液位測定。
文檔編號G01F23/00GK2350737SQ9823487
公開日1999年11月24日 申請日期1998年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月14日
發(fā)明者羅鳴梧, 劉回笙, 黃秀梅, 朱玉蓮 申請人:廣州市蓮耦光纖高新技術(shù)有限公司