基于光放大器的光纤液位变送器的研究

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1、摘要油罐液位参数的测量，要求较高精度和良好的本质安全性能。目前常用的液位测量方法大多以电信号进行测量和传输，带来了防燃防爆等问题。针对特殊工况下测量现场的要求，利用光纤传感技术测量液位得到越来越广泛的应用，但是仍然存在这样一个问题：敏感元件的信息极其微小，即使选用光电转换系数大的光电转换器实现光电转换，其转换电流也只是很小(甚至只有几百微安)，另外系统输出又有可能受到光电转换器其他性能的影响，难以实现信号的处理。基于现状，力求寻找一种结构简单，精度高的液位测量方法。系统采用表面反射式光纤液位传感器进行检测，利用镜面反射原理，将

2、油罐液面作为反射镜面，接收光纤接收到的光强随反射液面位置的变化而变化，因此通过测量光电转换电路的输出电压就可以实现油罐液位的测量。当系统光源输出功率不变时，接收光纤接收到光强度与传感头距离液面的距离成近似指数关系，通过最小二乘法拟合得出指数关系的系数，通过线性化处理得出液位与输出电压的线性关系曲线。由于电源电压波动、工作环境温度改变等因素对强度调制型传感器的工作状态产生影响，系统采用双光路测量方法，传感光路和参考光路选择具有相同特性的掺铒光纤放大器、光电探测器等器件，使光源及环境对参考光纤和接收、发射光纤产生同样的影响，信号处

3、理中对反射信号与参考信号做除法运算，使得输出信号只与两路光强的相对变换有关以减弱或消除其它因素影响。系统采用反射式光纤液位传感器作为测量设备，同时借鉴光纤通讯的经验，将光放大器引入到光纤传感器系统中来，直接处理光信号，将其放大，从而实现了变送器测量端的无电进入，解决常规电传感器在特殊的环境中的应用问题。图[30】表[5】参【61】关键词：光纤传感嚣；光放大器；掺铒光纤放大嚣分类号：TP212．14河北理．j一大学硕士学能论文AbstractOpticalfiberisoneofthehottopicsitlfiberm朋刚ng

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