CN203396446U - 一种可消除温度影响的高灵敏度fbg液位传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，包括保护筒，保护筒的上端设置有充气口，保护筒的下端连接有进液筒，进液筒上开有进液口，且其与保护筒之间设置有波纹膜片，波纹膜片的上端位于其中间处垂直设置有传动杆，保护筒内横向设置有悬臂梁，悬臂梁的一端连接在保护筒内壁上，其另一端与传动杆相顶靠，且悬臂梁的上下表面通过玻璃焊料对称焊接有一对液位光纤光栅，液位光纤光栅的两端设置有尾纤，尾纤伸出保护筒。本实用新型的悬臂梁上下表面对称设置一对液位光纤光栅，形成差动式双液位光纤光栅传感***，消除温度影响和迟滞效应，且液位光纤光栅采用无胶化封装，不受材料长期应力和胶水老化的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种FBG液位传感器，尤其涉及一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器。
背景技术
在液体的储运过程中，往往要对液位进行精确测量和监控。用于测量液位的方法很多，如利用人工检尺、超声波法、TDR技术、磁致伸缩法、CCD摄像法和浮子式等。这些大都属于电类传感器，在一些诸如油料液位等易燃易爆检测中存在安全隐患，因此需要一种消除安全隐患的测量方法。光纤布拉格光栅是近年来发展最为迅速的一种光无源传感器件，被应用于许多传感领域，具有安全性和可靠性，非常适合在易燃易爆的场合中监测流体的液位。
传统的光纤光栅传感器制作中，光纤光栅都采用胶水固定，这种封装方法一方面由于胶水柔软，物体产生微小应变的时候应变传递损耗大，甚至导致检测不到；且传统的光纤光栅液位传感器，受温度影响较大，存在迟滞效应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，以解决传统的光纤光栅液位传感器采用胶水固定，应变传递损耗大，易检测不到，且受温度影响较大，存在迟滞效应的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，包括保护筒，所述保护筒的上端设置有充气口，保护筒的下端连接有进液筒，所述进液筒上开有进液口，且其与保护筒之间设置有波纹膜片，所述波纹膜片的上端位于其中间处垂直设置有传动杆，所述保护筒内横向设置有悬臂梁，所述悬臂梁的一端连接在保护筒内壁上，其另一端与传动杆相顶靠，且悬臂梁的上下表面通过玻璃焊料对称焊接有一对液位光纤光栅，所述液位光纤光栅的两端设置有尾纤，尾纤伸出保护筒。
进一步的，所述传动杆与波纹膜片螺纹连接。
进一步的，所述悬臂梁与保护筒螺纹连接。
进一步的，所述保护筒下端端口处圆周设置有第一凸缘，所述进液筒上端端口处圆周设置有第二凸缘，所述第一凸缘、第二凸缘通过螺栓固定连接。
本实用新型的有益效果为，所述一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器的悬臂梁上下表面对称设置一对液位光纤光栅，从而形成差动式双液位光纤光栅传感***，有效消除温度影响和迟滞效应，且液位光纤光栅采用无胶化封装，不受材料长期应力和胶水老化的影响，此外，通过充气口可向保护筒内充入标准大气压的纯氮气，使得液位光纤光栅处于密闭空间，不受外界气压变化的影响，结构简单，便于生产组装。
附图说明
图1为本实用新型一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器的结构示意图；
图2为本实用新型液位光纤光栅封装示意图。
图中:
1、保护筒；2、液位光纤光栅；3、充气口；4、尾纤；5、进液筒；6、传动杆；7、进液口；8、波纹膜片；9、悬臂梁；10、第一凸缘；11、第二凸缘；12、玻璃焊料。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
请参照图1及图2所示，于本实施例中，一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，包括保护筒1，所述保护筒1的上端设置有充气口3，保护筒1的下端端口处圆周设置有第一凸缘10，进液筒5上端端口处圆周设置有第二凸缘11，所述第一凸缘10、第二凸缘11通过螺栓固定连接，所述进液筒5与保护筒1之间设置有波纹膜片8，所述波纹膜片8的上端位于其中间处螺纹连接有传动杆6，所述传动杆6垂直布置，所述保护筒1内螺纹连接有悬臂梁9，所述悬臂梁9横向布置，其一端连接在保护筒1内壁上，其另一端与传动杆6相顶靠，且悬臂梁9的上下表面通过玻璃焊料12对称焊接有一对液位光纤光栅2，所述液位光纤光栅2的两端设置有尾纤4，尾纤4伸出保护筒1。
安装时，采用玻璃焊料12将两个液位光纤光栅2焊接在悬臂梁9上、下表面的对称位置，焊接方向为悬臂梁9的轴向，两焊点间距20mm，悬臂梁9为腰长50mm，底边长15mm的等腰三角形碳素钢金属片，厚度小于1mm，将焊接好液位光纤光栅2的悬臂梁9通过螺栓固定在保护筒1内侧面，悬臂梁9横向布置，液位光纤光栅2两端尾纤4从保护筒1侧壁上的孔穿出，保护筒1下端连接进液筒5，波纹膜片8夹在保护筒1、进液筒5之间，传动杆6长度20mm，通过波纹膜片8中心的螺纹连接，传动杆6垂直设置，其自由端顶靠在悬臂梁9的自由端，通过保护筒1上端充气孔3向保护筒1内充入一个标准大气压的纯氮气，充气完成后将充气孔3密闭。
工作时，所处液位深度的压强作用在波纹膜片8上，使波纹膜片8发生形变，传动杆6将波纹膜片8的形变传递给悬臂梁9，焊接在悬臂梁9上的液位光纤光栅2同悬臂梁9一同发生形变，发生漂移，进而探测到所处深度；由于悬臂梁9的上表面、下表面对称设置有一对液位光纤光栅2，受到液位深度压强作用时，悬臂梁9上翘，悬臂梁9上表面的液位光纤光栅2向短波长漂移，而悬臂梁9下表面的液位光纤光栅2向长波长漂移，从而形成差动式双液位光纤光栅传感***，有效消除温度影响和迟滞效应。
以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，其特征在于：包括保护筒，所述保护筒的上端设置有充气口，保护筒的下端连接有进液筒，所述进液筒上开有进液口，且其与保护筒之间设置有波纹膜片，所述波纹膜片的上端位于其中间处垂直设置有传动杆，所述保护筒内横向设置有悬臂梁，所述悬臂梁的一端连接在保护筒内壁上，其另一端与传动杆相顶靠，且悬臂梁的上下表面通过玻璃焊料对称焊接有一对液位光纤光栅，所述液位光纤光栅的两端设置有尾纤，尾纤伸出保护筒。
2.根据权利要求1所述的一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，其特征在于：所述传动杆与波纹膜片螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，其特征在于：所述悬臂梁与保护筒螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种可消除温度影响的高灵敏度FBG液位传感器，其特征在于：所述保护筒下端端口处圆周设置有第一凸缘，所述进液筒上端端口处圆周设置有第二凸缘，所述第一凸缘、第二凸缘通过螺栓固定连接。
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| CN107504988A (zh) * | 2017-10-09 | 2017-12-22 | 曲阜师范大学 | 基于复合梁结构的光纤光栅传感实验*** |
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2013
- 2013-08-07 CN CN201320481923.4U patent/CN203396446U/zh not_active Expired - Lifetime
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