一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水利水文檢測技術(shù)，更具體涉及一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，適用于自來水廠、游泳池，艦船艙內(nèi)水位等需要液體液位信息等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)水電站水位測量，往往由浮球及多芯電纜構(gòu)成，存在電纜容易遭雷擊而損毀、雷電沿電纜傳輸至電站控制室，把主控設(shè)備燒毀等重大安全隱患。針對上述情況本人發(fā)明了一種光纖液位測量裝置(專利號:CN 203672456U)。這種裝置功能本質(zhì)安全、徹底防雷擊可以完美解決上述液位計缺陷。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)光纖的熱光效應(yīng)會影響該裝置的測量精度，引起測量誤差。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種雙發(fā)單收光路的液位測量裝置，通過采用雙發(fā)單收來形成內(nèi)外光路，利用內(nèi)外光路通過相同長度的光纖產(chǎn)生的光程差相同來消除由熱光效應(yīng)引起的測量誤差。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，包括豎直設(shè)置的管體、1*2光分路器及信號處理器，所述信號處理器包括CPU及均與其信號連接的外光路激光器、內(nèi)光路激光器、光檢測器，所述管體的下端設(shè)置有液體進口，所述管體上端設(shè)置有帶有通光孔的安裝板，所述管體內(nèi)設(shè)置有浮子，所述安裝板上設(shè)置有調(diào)節(jié)架，所述調(diào)節(jié)架上固定連接有出射光準(zhǔn)直器和接收光準(zhǔn)直器，所述出射光準(zhǔn)直器通過外光路出射光纖與所述外光路激光器信號連接，所述接收光準(zhǔn)直器通過外光路接收光纖與所述1*2光分路器的一個輸出端信號連接，所述1*2光分路器的另一個輸出端通過內(nèi)光路光纖與內(nèi)光路激光器信號連接，所述1*2光分路器的輸入端通過光纖與所述光檢測器連接，所述外光路出射光纖與外光路接收光纖的長度之和與所述內(nèi)光路光纖的長度相等。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下進一步的技術(shù)改進。
[0006]進一步，所述光檢測器為雪崩光電二極管(APD)。
[0007]進一步，所述液體進口處設(shè)置有濾網(wǎng)。
[0008]進一步，所述調(diào)節(jié)架外罩有保護殼。
[0009]進一步，所述保護殼與所述安裝板連接。
[0010]進一步，所述管體由防水防腐塑料或不銹鋼制成。
[0011]本實用新型的有益效果是:使用雙發(fā)單收光路可以解決由熱光效應(yīng)產(chǎn)生的測量誤差，大大提高測量精度;該測量裝置大大延長光纖的距離，即便光纖很長也不會差生誤差，非常有實用價值。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型提供的測量裝置的整體框架示意圖；
[0013]圖2為本實用新型信號處理器內(nèi)部示意圖。
[0014]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0015]1，信號處理器；1-1，CPU; 1-2，外光路激光器；1-3，內(nèi)光路激光器；1-4，光檢測器；2，外光路出射光纖;3，內(nèi)光路出射光纖;4，保護殼;5，調(diào)節(jié)架;6，出射光準(zhǔn)直器;7，浮子;8，濾網(wǎng)；9，管體;10,安裝板;11，接收光準(zhǔn)直器;12，外光路接收光纖；13，內(nèi)光路接收光纖；14，1*2光分路器。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0017]如圖1及圖2所示，本實用新型提供一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，包括豎直設(shè)置的管體9、1*2光分路器14及信號處理器1，所述信號處理器1包括CPU1-1及均與其信號連接的外光路激光器1-2、內(nèi)光路激光器1-3、光檢測器1-4，所述管體9的下端設(shè)置有液體進口，所述管體9上端設(shè)置有帶有通光孔的安裝板10，所述管體9內(nèi)設(shè)置有浮子7，所述安裝板10上設(shè)置有調(diào)節(jié)架5，所述調(diào)節(jié)架5上固定連接有出射光準(zhǔn)直器6和接收光準(zhǔn)直器11，所述出射光準(zhǔn)直器6通過外光路出射光纖2與所述外光路激光器1-2信號連接，所述接收光準(zhǔn)直器11通過外光路接收光纖12與所述1*2光分路器14的一個輸出端信號連接，所述1*2光分路器14的另一個輸出端通過內(nèi)光路光纖與內(nèi)光路激光器1-3信號連接，所述1*2光分路器14的輸入端通過光纖與所述光檢測器1-4連接，所述外光路出射光纖2與外光路接收光纖12的長度之和與所述內(nèi)光路光纖的長度相等。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上本實用新型還可以做如下進一步技術(shù)改進。
[0019]進一步，所述光檢測器1-4為雪崩光電二極管APD。
[0020]進一步，所述液體進口處設(shè)置有濾網(wǎng)8。
[0021 ]進一步，所述調(diào)節(jié)架5外罩有保護殼4。
[0022]進一步，所述保護殼4與所述安裝板10連接。
[0023]進一步，所述管體9由防水防腐塑料或不銹鋼制成。
[0024]本實用新型提供的測量裝置的工作原理為:工作時由CPU1-1控制外光路激光器1-2產(chǎn)生一束調(diào)制激光光波，該光波通過外光路出射光纖2傳輸至出射光準(zhǔn)直器6，出射光準(zhǔn)直器6將發(fā)散的激光波準(zhǔn)直后發(fā)射至浮子7表面，接收光準(zhǔn)直器11可將經(jīng)浮子7的反射的激光光波接收并利用外光路接收光纖12將激光光波傳輸至信號1*2光分路器14。經(jīng)過1*2光分路器的激光光波被光檢測器APD1-4探測到后轉(zhuǎn)換成電信號并傳遞給CPU1-1，CPU1-1根據(jù)時差可計算出單次運行的光程差UhU卜=h*2+l*(n+An)式中U卜為光程差;h為浮子7到出射光準(zhǔn)直器6的距離;式中1為外光路光纖長度;η為光纖固有折射率；Δ η為由熱光效應(yīng)產(chǎn)生的折射率，該折射率隨著溫度的變化而變化。當(dāng)外光路光程差計算出后CPU1-1控制內(nèi)光路激光器1-3產(chǎn)生另一束調(diào)制激光光波，該光波通過內(nèi)光路出射光纖3并直接由內(nèi)光路接收光纖13(內(nèi)光路出射光纖3直接與內(nèi)光路接收光纖13連接構(gòu)成內(nèi)光路光纖，也可直接使用一根光纖作為內(nèi)光路光纖直接連接內(nèi)光路激光器1-3和1*2光分路器14)傳輸至1*2光分路器14后由APD1-4轉(zhuǎn)換為電信號，CPU1-1再次根據(jù)時差計算出單次運行的光程差L內(nèi)，L內(nèi)=1*(η+Δη)式中L內(nèi)為光程差，式中1為內(nèi)光路光纖長度;η為光纖固有折射率；Δ η為由熱光效應(yīng)產(chǎn)生的折射率，該折射率隨著溫度的變化而變化。內(nèi)外光路的光纖長度相同，兩式相減可得UrL內(nèi)=h*2，式中可看出由熱光效應(yīng)產(chǎn)生的△ η會抵消從而消除熱光效應(yīng)產(chǎn)生的測量誤差，即CPU1-1測得的Ul.與ΙΛ直接相減即可換算得水位高度。
[0025]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，包括豎直設(shè)置的管體(9)、1*2光分路器(14)及信號處理器(1)，所述信號處理器(1)包括CPU(l-l)及均與其信號連接的外光路激光器(1-2)、內(nèi)光路激光器(1-3)、光檢測器(1-4)，所述管體(9)的下端設(shè)置有液體進口，所述管體(9)上端設(shè)置有帶有通光孔的安裝板(10)，所述管體(9)內(nèi)設(shè)置有浮子(7)，所述安裝板(10)上設(shè)置有調(diào)節(jié)架(5)，所述調(diào)節(jié)架(5)上固定連接有出射光準(zhǔn)直器(6)和接收光準(zhǔn)直器(11)，所述出射光準(zhǔn)直器(6)通過外光路出射光纖(2)與所述外光路激光器(1-2)信號連接，所述接收光準(zhǔn)直器(11)通過外光路接收光纖(12)與所述1*2光分路器(14)的一個輸出端信號連接，所述1*2光分路器(14)的另一個輸出端通過內(nèi)光路光纖與內(nèi)光路激光器(1-3)信號連接，所述1*2光分路器(14)的輸入端通過光纖與所述光檢測器(1-4)連接，所述外光路出射光纖(2)與外光路接收光纖(12)的長度之和與所述內(nèi)光路光纖的長度相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，所述光檢測器(1-4)為雪崩光電二極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，所述液體進口處設(shè)置有濾網(wǎng)(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)架(5)外罩有保護殼(4)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，其特征在于，所述保護殼(4)與所述安裝板(10)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，所述管體(9)由防水防腐塑料或不銹鋼制成。
【專利摘要】本實用新型涉及水利水文檢測技術(shù)，更具體涉及一種雙發(fā)單收光路的光纖液位測量裝置，包括管體、1*2光分路器及信號處理器，信號處理器包括CPU及均與其信號連接的外光路激光器、內(nèi)光路激光器及光檢測器，管體上端有帶有通光孔的安裝板，管體內(nèi)有浮子，安裝板上有調(diào)節(jié)架，調(diào)節(jié)架上固定有出射光準(zhǔn)直器與和接收光準(zhǔn)直器，出射光準(zhǔn)直器通過光纖與外光路激光器連接，接收光準(zhǔn)直器通過光纖與1*2光分路器的一個輸出端連接，其另一個輸出端通過光纖與內(nèi)光路激光器連接，1*2光分路器的輸入端通過光纖與光檢測器連接，外光路出射光纖與外光路接收光纖的長度之和與內(nèi)光路光纖的長度相等。本實用新型的有益效果為，消除熱光效應(yīng)產(chǎn)生的測量誤差，提高測量精度。
【IPC分類】G01F23/68
【公開號】CN205138602
【申請?zhí)枴緾N201520933693
【發(fā)明人】陳銀, 鄒亮, 陳鵬, 劉高軍, 潘凌, 舒來, 武治國
【申請人】武漢新烽光電股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月20日