准确测量液位的反射式螺旋塑料光纤传感器

作者：陈俊琏; 李林洋; 辛鑫; 彭飞; 余秋会; 钟年丙^*; 赵明富

来源：光学学报, 2022, 42(01): 97-105.

• 光纤光学
• 塑料光纤传感器
• 液位
• 反射式
• 螺旋结构
• 准确测量
• 灵敏度

为消除工质成分和折射率(RI)对液位测量准确性的影响,利用低包层RI侧发光塑料光纤、反射镜、光纤固定杆和空气密封装置构建了反射式液位光纤传感器。首先,从理论及实验角度研究了光纤包层折射率对不同工质及不同折射率的同种工质液位测量的影响。然后,为了提高传感器灵敏度,研究了光纤螺旋直径和螺距对传感器灵敏度的影响。最后,研究了液位变化速率和工质温度对传感器响应特性的影响。研究结果表明,当工质RI大于光纤包层RI、液位变化速率为10～100 cm/min、工质温度变化范围为10～70℃时,传感器的输出与液位间具有线性关系。此外,测量结果不受工质成分、RI及工质液位变化速率的影响,传感器灵敏度可达0.0101 cm-1,最大相对误差小于6.85%。

• 单位
  电子工程学院; 重庆理工大学