一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器及其使用方法，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括空心浮力塑料桿、位置固定環(huán)套、杠桿、杠桿支撐桿、固定底座、傳壓桿、光纖Bragg光柵、等強(qiáng)度懸臂梁、導(dǎo)出光纖、懸臂梁支撐桿、傳力彈簧、容器壁；其中固定底座放置于容器底部，位置固定環(huán)套、杠桿支撐桿和懸臂梁支撐桿焊接在固定底座上，空心浮力塑料桿放置于位置固定環(huán)套中，空心浮力塑料桿的頂部連接傳力彈簧，傳力彈簧的另一端連接杠桿的左端，杠桿支撐桿與杠桿支點(diǎn)相連，杠桿支點(diǎn)的右部通過傳壓桿與等強(qiáng)度懸臂梁相連，光纖Bragg光柵粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁上下兩壁。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測液位的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
【專利說明】一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器及其使用方法,屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)油罐是儲(chǔ)存油品的重要設(shè)備，儲(chǔ)油罐液位的精確計(jì)量對(duì)生產(chǎn)廠庫存管理及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大。但國內(nèi)許多反應(yīng)罐、大型儲(chǔ)油罐的液位計(jì)量仍采用人工檢測的方法，這樣易引發(fā)安全事故，無法為生產(chǎn)操作和管理決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。以往的諸多電測型傳感器容易導(dǎo)致測量系統(tǒng)產(chǎn)生靜電，甚至在強(qiáng)電場下發(fā)生電離作用，引起放電而形成電火花，并且在信號(hào)放大過程中容易受到環(huán)境噪聲和電磁干擾等因素的影響，因此不利于推廣到儲(chǔ)油氣罐的液位檢測中。光纖傳感器有抗電磁干擾、本質(zhì)安全、動(dòng)態(tài)范圍寬、靈敏度高、便于組網(wǎng)、可實(shí)現(xiàn)分布式測量等優(yōu)點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)油氣罐液位的實(shí)時(shí)在線檢測提供了可行的途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器及其使用方法，以用于解決對(duì)儲(chǔ)油罐液位實(shí)時(shí)在線檢測的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器,包括空心浮力塑料桿1、位置固定環(huán)套2、杠桿3、杠桿支撐桿4、固定底座5、傳壓桿6、光纖Bragg光柵7、等強(qiáng)度懸臂梁8、導(dǎo)出光纖9、懸臂梁支撐桿10、傳力彈簧11、容器壁13 ;其中固定底座5放置于容器底部，位置固定環(huán)套2、杠桿支撐桿4和懸臂梁支撐桿10焊接在固定底座上5，空心浮力塑料桿I放置于位置固定環(huán)套中2，空心浮力塑料桿I的頂部連接傳力彈簧11，傳力彈簧11的另一端連接杠桿3的左端，杠桿支撐桿4與杠桿3支點(diǎn)相連，杠桿3支點(diǎn)的右部通過傳壓桿6與等強(qiáng)度懸臂梁8相連，光纖Bragg光柵7粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁8上下兩壁，等強(qiáng)度懸臂梁8右端固定于懸臂梁支撐桿10上，光纖Bragg光柵的導(dǎo)出光纖9通過容器口引出并與外接光纜相連接。
[0005]還包括平衡螺母12 ;其中杠桿3的最右端攻螺紋，平衡螺母12套在螺紋上。
[0006]—種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器的使用方法,所述方法的具體步驟如下:
A、當(dāng)容器中加入液體后，空心浮力塑料桿I所受到的液體浮力通過傳力彈簧11加載到杠桿3的左端；杠桿3把浮力轉(zhuǎn)化為對(duì)等強(qiáng)度懸臂梁8移動(dòng)端的壓力，帶動(dòng)粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁8上下兩壁的光纖Bragg光柵7拉伸和壓縮，從而根據(jù)光纖Bragg光柵解調(diào)儀分析得到粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁8上下兩壁的光纖Bragg光柵7的中心波長差值A(chǔ)Js ；
B、根據(jù)粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁8上下兩壁的光纖Bragg光柵7的中心波長差值與液位高度#的關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器,其特征在于:包括空心浮力塑料桿(I)、位置固定環(huán)套(2)、杠桿(3)、杠桿支撐桿(4)、固定底座(5)、傳壓桿(6)、光纖Bragg光柵(7)、等強(qiáng)度懸臂梁(8)、導(dǎo)出光纖(9)、懸臂梁支撐桿(10)、傳力彈簧(11)、容器壁(13);其中固定底座(5)放置于容器底部，位置固定環(huán)套(2)、杠桿支撐桿(4)和懸臂梁支撐桿(10)焊接在固定底座上(5)，空心浮力塑料桿(I)放置于位置固定環(huán)套中(2)，空心浮力塑料桿(I)的頂部連接傳力彈簧(11)，傳力彈簧(11)的另一端連接杠桿(3)的左端，杠桿支撐桿(4)與杠桿(3)支點(diǎn)相連，杠桿(3)支點(diǎn)的右部通過傳壓桿(6)與等強(qiáng)度懸臂梁(8)相連，光纖Bragg光柵(7)粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁(8)上下兩壁，等強(qiáng)度懸臂梁(8)右端固定于懸臂梁支撐桿(10)上，光纖Bragg光柵的導(dǎo)出光纖(9)通過容器口引出并與外接光纜相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器,其特征在于:還包括平衡螺母(12);其中杠桿(3)的最右端攻螺紋，平衡螺母(12)套在螺紋上。
3.一種差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器的使用方法,其特征在于:所述方法的具體步驟如下: A、當(dāng)容器中加入液體后，空心浮力塑料桿(I)所受到的液體浮力通過傳力彈簧(11)加載到杠桿(3)的左端；杠桿(3)把浮力轉(zhuǎn)化為對(duì)等強(qiáng)度懸臂梁(8)移動(dòng)端的壓力，帶動(dòng)粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁(8 )上下兩壁的光纖Bragg光柵(7 )拉伸和壓縮，從而根據(jù)光纖Bragg光柵解調(diào)儀分析得到粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁(8)上下兩壁的光纖Bragg光柵(7)的中心波長差值厶As ； B、根據(jù)粘貼在等強(qiáng)度懸臂梁(8)上下兩壁的光纖Bragg光柵(7)的中心波長差值Δ；^.與液位高度#的關(guān)系式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動(dòng)式杠桿結(jié)構(gòu)光纖Bragg光柵液位傳感器的使用方法，其特征在于:所述杠桿(3)左右兩邊與支點(diǎn)間距離的倍率比的變化范圍為I到4。
【文檔編號(hào)】G01F23/292GK103674179SQ201310685354
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】謝濤, 李川, 李英娜, 趙振綱, 歐陽鑫, 劉愛蓮, 吳文兵 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)