光纖液位傳感器原理及結構圖
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圖9.5所示為基于全內反射原理研制的液位傳感器。它由LED光源,光電二極管,多模光纖等組成。它的結構特點是,在光纖測頭端有一個圓錐體反射器。當測頭置于空氣中,沒有接觸液面時,光線在圓錐體內發生全內反射而返回到光電二極管。當測頭接觸液面時,由于液體折射率與空氣不同,全內反射被破壞,將有部分光線透入液體內,使返回到光電二極管的光強變弱;返回光強是液體折射率的線性函數。返回光強發生突變時,表明測頭已接觸到液位。?
圖(a)結構主要是由一個Y型光纖、全反射錐體、LED光源以及光電二極管等組成。?
圖(b)所示是一種U型結構。當測頭浸入到液體內時,無包層的光纖光波導的數值孔徑增加,液體起到了包層的作用,接收光強與液體的折射率和測頭彎曲的形狀有關。為了避免雜光干擾,光源采用交流調制。?
圖(c)結構中,兩根多模光纖由棱鏡耦合在一起,它的光調制深度最強,而且對光源和光電接收器的要求不高。?由于同一種溶液在不同濃度時的折射率也不同,所以經過標定,這種液位傳感器也可作為濃度計。光纖液位計可用于易燃、易爆場合,但不能探測污濁液體以及會粘附在測頭表面的粘稠物質。