基于光纤传感器的液面高度测量技术研究

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1、分类号：I!塑UDC：§!!密级编号基于光纤传感器的液面高度测量技术研究RESEARCHONLIQUIDLEVELMEASUREMENTBASEDONOPTICALFIBERSENSOR学位授予单位及代码：筮壹堡王盔堂!!Q!S§2一一。学科专业名称及代码：型达过量量盔丛丛矍(QgQ塑22研究方向：智篮结控丕筮型量自麴垡申请学位级别：亟±指导教师：盆墼垩麴攫研究生：王堂堂论文起止时间：迦!王出m20妲』2摘要在工业上，液位测量非常普遍。近年来，随着计算机、光纤、传感器等高新技术的不断发展，有关光纤传感系统应用于液面高度即液位测量的实例很

2、多，传统的光纤液位测量有很多种方式，其光纤液位传感系统既有简单的遮光式光纤液位传感器、基于光纤压力传感的原理，也有基于表面反射光纤传感原理的。而在新兴的光纤器件中，光纤光栅以其独特的优势得到了人们的关注。基于光纤光栅的光纤传感器在液面高度测量上也有着很多不可取代的优点。本文首先采用光纤光栅传感器设计了光纤光栅液位传感系统，从实验的角度对基于光纤光栅传感的液面高度测量技术做了论证。然后根据表面反射光纤传感原理设计了更适合工业应用，实用性更强的基于强度调制型的光纤液面高度测量系统，从表面反射式光纤传感器的原理入手，讨论了系统的光纤传感系统和

3、信号处理系统的硬件构成，并对系统中可能出现的误差进行了分析，提出了提高系统测量精度的方法。本文所作的主要工作：1、深入分析并比较了传统的光纤液位方法，特别是重点讨论了光纤光栅用作液面高度测量技术的可能性及实际应有中的增敏封装问题。2、选择表面反射式光纤传感器作为传感元件来进行液面高度的测量，研究了关键器件的选择、光电转换电路的设计等硬件系统的架构以及测量过程中可能产生的误差进行了分析。3、对两种采用不同敏感元件的光纤液面高度测量系统从实验角度和实际应用上进行了论证和总结，并对液面高度测量技术上光纤传感的进一步应用做了展望。关键词：液面高

4、度连续测量光纤传感ABSTRACTTheliquidlevelmeasurementisverycommonintheindustry．Therearemanyopticalfibersensorsystemexamplesthatappliedtoliquidlevelmeasurememrecently,withthecontinuoushigh-techdevelopmentsuchascomputers，fiber,sensors．Traditionalopticalfiberliquidlevelmeasurementhasa

5、numberofways，suchassimpleshadingtypeopticalfibersensingsystem，opticalfiberpressuresensingsystem，andreflectivefiber-opticsensingsystem．Inthenewopticaldevices，opticalfibergratinghasuniqueadvantageswhichattractpeoples’attention．Alsothefibersensorbasedonfibergratinghasadvant

6、ageinliquidlevelmeasuremem．Inthispaper,usingFiberBmggGratingsensordesignedFBGsensorliquidlevelsystem，fromtheexperimentalpointofviewbasedonFBGsensingliquidlevelmeasurememtechnologytodoademonstration．ThenAccordingtothereflectiveopticalfibersensortodesigntheliquidlevelmeasu

7、rementsygemmoresuitableforindustrialapplicationswhichisbasedontheintensitymodulation，wediscusshowtobuildtheopticalfibersensingsystemandsignalprocessingsystemfromtheprincipleofreflectiveopticalfibersensor,andanalyzetheerrorintheprocessofmeasuring，givethewaytoimprovetheacc

8、uracyofthemeasurementsystem．Maincontents：I．Tocomparethetraditionalmethodofopticalfiberliquidlevel，inpar