光纤式液位计 (1).ppt

工程力学与机械设计基础全反射型光纤液位计1§光纤式液位计浮沉式光纤液位计2§光纤式液位计1.全反射型光纤液位计1.1组成1.1.1全反射型光纤液位计由液位敏感元件、传输光信号的光纤、光源和光电检测单元等组成。1.1.2棱镜作为液位的敏感元件，它被烧结或粘接在两根大芯径石英光纤的端部。这两根光纤中的一根光纤与光源结合，称为发射光纤；另一根光纤与光电元件结合，称为接收光纤。棱镜的角度设计必须满足以下条件：当棱镜位于气体(如空气)中时，由光源经发射光纤传到棱镜与气体界面上的光线满足全反射条件，即入射光线被全部反射到接收光纤上、并经接收光纤传送到光电检测单元中；§光纤式液位计1.2工作原理当棱镜位于液体中时，由于液体的折射率比空气大，入射光线在棱镜中的全反射条件被破坏，其中的一部分光线将透过界面而泄漏到液体中去、致使光电检测单元接收到的光强减弱。这样的信号变化相当于一个开关量变化，只要棱镜一侧为液体，传感器的输出光强马上变弱。因此，根据传感器的光强信号即可判断液位的高度。§光纤式液位计2.浮沉式光纤液位计2.1工作原理§光纤式液位计2.2结构2.2.1光纤光路部分两组光纤分别安装在齿盘上下两边，每当齿盘转过一个齿，上下光纤光路就被切断一次，各自产生一个相应的光脉冲信号。由于对两组光纤的相对位置作了特别的安排，从而使得两组光纤光路产生的光脉冲信号在时间上有一很小的相位差。通常，导先的脉冲信号用作可逆计数器的加、减指令信号，而另一光纤光路的脉冲信号用作计数信号，从而实现了计数齿盘转动齿数与光电脉冲信号之间的转换。§光纤式液位计2.2结构2.2.2电子电路部分这一部分由光电转换及放大电路、逻辑控制电路、可逆计数器及显示电路等组成。光电转换及放大电路主要是将光脉冲信号转换为电脉冲信号，再对信号加以放大。逻辑控制电路的功能是对两路脉冲信号进行判别，将先输入的一路脉冲信号转换成相应的“高电位”或“低电位”，并输出送至可逆计数器的加减法控制端，同时将另一路脉冲信号转换成计数器的计数脉冲。每当可逆计数器加1(或减1)显示电路则显示液位升高(或降低)1个单位(1cm或1mm)高度。§光纤式液位计2.2结构2.2.3机械转换部分这一部分由浮子4、重锤3、钢索2及计数齿盘1组成，其作用是将浮子随液位上下变动的位移转换成计数齿盘的转动齿数。当液位上升时，浮子上升而重锤下降，经钢索带动计数齿盘顺时针方向转动相应的齿数；反之，若液位下降．则计数齿盘逆时针方向转动相应的齿数。通常，总是将这种对应关系设计成液位变化一个单位高度时，齿盘转过一个齿。*工程力学与机械设计基础*