本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖液位傳感器。

背景技術(shù)：

液位傳感器是指檢測(cè)液體高度信息的儀器，它在工業(yè)和日常生活中有著重要而廣泛的用途。在化工生產(chǎn)中，它可以用來(lái)計(jì)測(cè)石油化漿液面、化學(xué)儲(chǔ)藏罐內(nèi)的液體平面；在冶金工業(yè)中，可以用來(lái)計(jì)測(cè)制造鑄件的管道熔鐵平面；在日常生活中，則可用來(lái)檢測(cè)大量的汽油、柴油存儲(chǔ)罐中的油位高度等。

現(xiàn)有液位傳感器主要分為機(jī)械式和電磁式兩種，機(jī)械式液位傳感器效率低下，需要大量人工查表抄表，并且不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄易燃易爆品儲(chǔ)藏罐的液位；而電磁式液位傳感器不能完全隔離電這個(gè)易燃易爆元素，會(huì)引起極大的安全隱患，而且為了防止電磁干擾需要額外設(shè)備，耗能高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種光纖液位傳感器，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能實(shí)時(shí)監(jiān)控液位高度以及安全隱患較大的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光纖液位傳感器，包括：管理模塊、分別與所述管理模塊連接的信號(hào)發(fā)射模塊和信號(hào)接收模塊、和至少一個(gè)檢測(cè)模塊，所述檢測(cè)模塊通過(guò)光纖分別與所述信號(hào)發(fā)射模塊和所述信號(hào)接收模塊相連接，所述檢測(cè)模塊包括探頭和漫反射浮球體，所述信號(hào)發(fā)射模塊，用于發(fā)送第一光信號(hào)到所述探頭，所述第一光信號(hào)載有所述管理模塊生成的第一相位信息；所述探頭，用于將所述第一光信號(hào)向所述漫反射浮球體發(fā)射，并在接收到經(jīng)所述漫反射浮球體反射的第二光信號(hào)后，將所述第二光信號(hào)發(fā)給所述信號(hào)接收模塊，所述漫反射浮球體浮于待測(cè)液體表面，用于將所述第一光信號(hào)反射后，形成載有第二相位信息的第二光信號(hào)；所述信號(hào)接收模塊，用于接收所述第二光信號(hào)，并將從所述第二光信號(hào)中獲得的所述第二相位信息發(fā)送給所述管理模塊；所述管理模塊，用于根據(jù)所述第一相位信息和所述第二相位信息獲得待測(cè)液體的液位高度。

所述檢測(cè)模塊還包括分光器，所述探頭經(jīng)過(guò)所述分光器分別與所述信號(hào)發(fā)射模塊和所述信號(hào)接收模塊相連接，所述分光器，用于從所述第一光信號(hào)中分出第三光信號(hào)，并將所述第三光信號(hào)發(fā)送回所述信號(hào)接收模塊；所述信號(hào)接收模塊，還用于從所述第三光信號(hào)中獲得的第三相位信息，并將所述第三相位信息發(fā)送給所述管理模塊；所述管理模塊根據(jù)所述第一相位信息、所述第二相位信息和所述第三相位信息獲得待測(cè)液體的液位高度。

所述光纖液位傳感器還包括光纖環(huán)形器，所述光纖環(huán)形器的一端連接所述信號(hào)接收模塊，另一端連接所述分光器；所述光纖環(huán)形器，用于從所述探頭接收所述第二光信號(hào)、從所述分光鏡接收所述第三光信號(hào)，并將所述第二光信號(hào)和所述第三光信號(hào)傳輸給所述信號(hào)接收模塊。

所述檢測(cè)模塊還包括鋼絲，所述鋼絲沿所述第一光信號(hào)射入方向緊繃設(shè)置于待測(cè)液體中，所述漫反射浮球體與所述鋼絲連接，并根據(jù)待測(cè)液體的液面高度沿鋼絲移動(dòng)。

所述探頭上設(shè)置有耦合透鏡，所述耦合透鏡，用于接收從所述漫反射浮球體反射的第二光信號(hào)，并將接收到的所述第二光信號(hào)向所述信號(hào)接收模塊傳輸。

所述光纖液位傳感器還包括光開(kāi)關(guān)，至少一個(gè)所述檢測(cè)模塊通過(guò)所述光開(kāi)關(guān)分別連接至所述信號(hào)發(fā)射模塊和所述信號(hào)接收模塊，所述光開(kāi)關(guān)，用于將一個(gè)時(shí)間單位劃分為至少一個(gè)時(shí)間單元，并在任一時(shí)間單元中，將特定的檢測(cè)模塊與所述信號(hào)發(fā)射模塊和所述信號(hào)接收模塊相連通。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，檢測(cè)模塊通過(guò)光纖分別與信號(hào)發(fā)射模塊和信號(hào)接收模塊相連接，管理模塊根據(jù)第一光信號(hào)的第一相位信息和第二光信號(hào)的第二相位信息獲得儲(chǔ)液罐中的液位高度，由于采用光取代現(xiàn)有技術(shù)中的電作為傳輸介質(zhì)，一方面達(dá)到了完全隔離電這個(gè)易燃易爆因素，提高了安全性；另一方面，利用光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄液位，避免了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械式液位傳感器需要人力查表的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例二中檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖，包括：管理模塊1、分別與該管理模塊1連接的信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2、和至少一個(gè)檢測(cè)模塊4。上述檢測(cè)模塊4通過(guò)光纖分別與信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2相連接，該檢測(cè)模塊4包括探頭41和漫反射浮球體42。

上述信號(hào)發(fā)射模塊3，用于發(fā)送第一光信號(hào)到上述探頭41，第一光信號(hào)載有管理模塊1生成的第一相位信息。

上述探頭41，用于將第一光信號(hào)向漫反射浮球體42發(fā)射，并在接收到經(jīng)漫反射浮球體42反射的第二光信號(hào)后，將第二光信號(hào)發(fā)給信號(hào)接收模塊2。

上述漫反射浮球體42浮于待測(cè)液體表面，用于將第一光信號(hào)反射后，形成載有第二相位信息的第二光信號(hào)。

上述信號(hào)接收模塊2，用于接收第二光信號(hào)，并將從第二光信號(hào)中獲得的第二相位信息發(fā)送給管理模塊1。

管理模塊1，用于根據(jù)第一相位信息和第二相位信息獲得待測(cè)液體的液位高度。

如圖2所示，是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)框圖，包括：管理模塊1、分別與該管理模塊1連接的信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2、和至少一個(gè)檢測(cè)模塊4。上述檢測(cè)模塊4通過(guò)光纖分別與信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2相連接，該檢測(cè)模塊4包括探頭41和漫反射浮球體42。

上述信號(hào)發(fā)射模塊3，用于發(fā)送第一光信號(hào)到上述探頭41，第一光信號(hào)載有管理模塊1生成的第一相位信息。

上述探頭41，用于將第一光信號(hào)向漫反射浮球體42發(fā)射，并在接收到經(jīng)漫反射浮球體42反射的第二光信號(hào)后，將第二光信號(hào)發(fā)給信號(hào)接收模塊2。上述漫反射浮球體42浮于待測(cè)液體表面，用于將第一光信號(hào)反射后，形成載有第二相位信息的第二光信號(hào)。上述信號(hào)接收模塊2，用于接收第二光信號(hào)，并將從第二光信號(hào)中獲得的第二相位信息發(fā)送給管理模塊1。管理模塊1，用于根據(jù)第一相位信息和第二相位信息獲得待測(cè)液體的液位高度。

進(jìn)一步的，如圖3所示，上述檢測(cè)模塊4還包括分光器43，探頭41經(jīng)過(guò)該分光器43分別與信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2相連接。上述分光器43，用于從第一光信號(hào)中分出第三光信號(hào)，并將第三光信號(hào)發(fā)送回信號(hào)接收模塊2。

本實(shí)施例中的信號(hào)接收模塊2，還用于從第三光信號(hào)中獲得的第三相位信息，并將第三相位信息發(fā)送給管理模塊1；管理模塊1根據(jù)第一相位信息、第二相位信息和第三相位信息獲得待測(cè)液體的液位高度。

外界應(yīng)力和溫度變化等會(huì)對(duì)光纖造成影響，從而影響最終監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例中，以第三相位信息作為測(cè)量基準(zhǔn)來(lái)校正由第一相位信息和第二相位信息得出的測(cè)量結(jié)果，能夠減少測(cè)量誤差，讓監(jiān)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的光纖液位傳感器還包括光纖環(huán)形器5，光纖環(huán)形器5的一端連接信號(hào)接收模塊2，另一端連接上述分光器43。該光纖環(huán)形器5，用于從探頭41接收上述第二光信號(hào)、從分光器43接收第三光信號(hào)，并將第二光信號(hào)和第三光信號(hào)傳輸給上述信號(hào)接收模塊2。使用光纖環(huán)形器5將返回的第二光信號(hào)和第三光信號(hào)傳輸至信號(hào)接收模塊2，可以避免對(duì)光纖光源造成損傷。

上述檢測(cè)模塊4還包括鋼絲，鋼絲沿第一光信號(hào)射入方向緊繃設(shè)置于待測(cè)液體中，漫反射浮球體42與鋼絲連接，并根據(jù)待測(cè)液體的液面高度沿鋼絲移動(dòng)。

使用鋼絲固定漫反射浮球體42，能夠保證漫反射浮球體42始終能將第一光信號(hào)反射形成第二光信號(hào)，從而使第二光信號(hào)可以通過(guò)光纖傳回信號(hào)接收模塊2。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的光纖液位傳感器，探頭41上設(shè)置有耦合透鏡411，耦合透鏡411，用于接收從漫反射浮球體42反射的第二光信號(hào)，并將接收到的第二光信號(hào)向信號(hào)接收模塊2傳輸。

圖4是本發(fā)明一種光纖液位傳感器的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)框圖，上述實(shí)施例二提供的一種光纖液位傳感器還包括光開(kāi)關(guān)6，至少一個(gè)上述檢測(cè)模塊4通過(guò)該光開(kāi)關(guān)6分別連接至信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2，上述光開(kāi)關(guān)6，用于將一個(gè)時(shí)間單位劃分為至少一個(gè)時(shí)間單元，并在任一時(shí)間單元中，將特定的檢測(cè)模塊4與信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2相連通。

本實(shí)施例中，使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)通過(guò)光開(kāi)關(guān)分出不同的時(shí)間單元，在不同的時(shí)間單元中檢測(cè)不同待測(cè)液體的液位，以達(dá)到只采用一個(gè)信號(hào)發(fā)射模塊3和一個(gè)信號(hào)接收模塊2就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)待測(cè)液體進(jìn)行液位監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了集成管理，提高了效率。

實(shí)施本實(shí)施例，檢測(cè)模塊4通過(guò)光纖分別與信號(hào)發(fā)射模塊3和信號(hào)接收模塊2相連接，管理模塊1根據(jù)第一光信號(hào)的第一相位信息和第二光信號(hào)的第二相位信息獲得待測(cè)液體的液位高度，由于采用光取代現(xiàn)有技術(shù)中的電作為傳輸介質(zhì)，達(dá)到了隔離電這個(gè)易燃易爆因素，提高了安全性，采用光纖傳輸光信號(hào)，還實(shí)現(xiàn)了大量程測(cè)量；此外，利用光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄液位，也避免了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械式液位傳感器需要人力查表的缺點(diǎn)。進(jìn)一步的，本實(shí)施例中通過(guò)光開(kāi)關(guān)分出不同的時(shí)間，來(lái)獲得不同待測(cè)液體的液位，實(shí)現(xiàn)了集成管理，提高了監(jiān)測(cè)效率。

以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。