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探针式光纤液位传感器的仪器化研究
资料介绍
该文提出了一种新型光纤液位传感器,结合受抑全内反射式光纤传感头精确的液位传感特性和单片机控制的步进电机驱动系统高定位精度的特点,可实现对被测液面的高精度自动测量.呈直角圆锥形的传感探头由62.5μm/125μm的单根多模光纤,经电弧加热拉制或机械研磨而成.由于从传感头反射回的光强依赖于传感头周围介质的折射率,当传感头移动通过两种折射率不同的介质的界面时,就会产生明显的光强度变化.利用单片机控制的步进电机伺服系统驱动传感探头,可以实时跟踪液面变化并同时给出液位信息.该系统传感探头尺寸小,感知液面位置的精度达到微米量级,而且传感头与光纤一体化、可靠性强、对检测目标无任何影响.该传感器在2m测量范围内分辨率达到0.1mm,测量精度达到±0.4mm,且无长期漂移.该文首次将单光纤液位传感头与单片机控制的步进电机伺服系统结合,构成高精度的液位自动跟踪测量系统.该系统提供了一种新的测量柴油、汽油及多种有机溶剂的方法,而且具有结构简单、高精度、高灵敏度、无漂移等优点,可广泛应用于石油化工系统多种液体的高精度连续自动测量和监测,特别适用于小型容器的精确液位计量.该文还详细介绍了系统的具体设计与实现,包括对系统光源、光电探测器等器件的选择、系统硬件电路和软件模块的设计等.该系统是单片机为核心的智能控制系统,通过单片机进行数据的采集、处理、显示及控制步进电机的运动状态,接受用户的指令,将液面位置、预警值、传感头的状态等信息显示在显示器上.系统在硬件设计上充分考虑了提高系统的抗干扰性和可靠性,软件设计也采用指令冗余、软件陷阱等抗干扰和纠错措施,保证了系统的可靠性和稳定性.
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