專利名稱：光纖液位報警器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光電應用技術領域，是一種液位定位裝置。
現(xiàn)有的液位報警裝置，有機械式和電子傳感測定式。機械式采用浮球探測液面，由浮球帶動一機械傳動裝置產生報警，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探測和壓力傳感式探測等形式，由傳感器產生的電信號通過導線傳輸到報警裝置，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，影響測量準確度。
本實用新型的目的是設計一種可準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，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，當光通過送光光纖到達三棱鏡時，垂直于棱鏡斜邊的光矢分量將穿過棱邊進入棱鏡并投射到另一棱邊邊上。此時如果棱鏡處在氣態(tài)媒質中，由于氣態(tài)媒質的輻射率與棱鏡材料的輻射率相差很大，進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的光線穿透出來。如果棱鏡處在液態(tài)媒質中，由于液態(tài)媒質的折射率與棱鏡材料的折射率相差很小，進入棱鏡的光將穿過棱鏡進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，本質安全，工作穩(wěn)定可靠，結構簡單，現(xiàn)場安裝容易。
下面就附圖對本實用新型作進一步的說明附

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--光電轉換裝置，6--指示報警裝置，7--液體，8--套管，9--機箱，10--電源開關，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)的另一端接光電轉換裝置(5)。工作時，光從光發(fā)射裝置(1)發(fā)出，經過送光光纖(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)媒質中，由于氣態(tài)媒質的折射率與液敏頭材料的折射率相差很大，進入液敏頭(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)的尾端有很強的光穿透出來。如果液敏頭(3)處在液態(tài)媒質中，由于液態(tài)媒質的折射率與液敏頭材料的折射率相差很小，進入液敏頭(3)的光將穿過棱邊進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。我們用光電轉換裝置(5)來測定回光光纖(4)返回光的強弱便可知道液敏頭(3)是否處在液體中，從而判知液面位置，指示報警裝置(6)將光電轉換裝置(5)的強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)、光電轉換裝置(5)和指示報警裝置(6)通?？捎靡粋€機箱(9)集中起來，也可視使用情況分別安裝。使用時，將電源開關(10)打開，接通電源。
光從光發(fā)射裝置(1)發(fā)出，經過送光光纖(2)到液敏頭(3)，此時油罐(11)中液位未到達液敏頭(3)，液敏頭(3)處在氣態(tài)媒質中，由于氣態(tài)媒質的折射率與液敏頭材料的折射率相差很大，進入液敏頭(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，當液位到達液敏頭(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，進入液敏頭(3)的光大部分穿過液敏頭(3)的進入液體(7)而很少被折回到回光光纖(4)中，這時光電轉換裝置(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)、光電轉換裝置(5)和報警裝置(6)均為雙路設計并用一個機箱(9)集裝起來。
使用時，將電源開關(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，光分別到達液敏頭(3)和液敏頭B(13)，此時油罐(11)中液位未到達液敏頭B(13)，液敏頭(3)和液敏頭B(13)均處于氣態(tài)媒質中，進入液敏頭(3)的光大部分沿著回光光纖(4)返回到光電轉換裝置(5)，進入液敏頭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，當液位到達液敏頭B(13)時，進入液敏頭B(13)的光大部分穿過液敏頭B(13)進入液體(7)中而很少被折回到回光光纖B(14)，這時光電轉換裝置(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，當液位到達液敏頭(3)時，進入液敏頭(3)的光大部分穿過液敏頭(3)進入液體(7)中而很少被折回到回光光纖(4)、這時光電轉換裝置(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)、光電轉換裝置(5)和指示報警裝置(6)所構成，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,根據不同介質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度不同,通過測量光返回量便知液面是否到達三棱鏡。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有限公司