基于光纤FTIR效应的连续式液位传感器研究

发布时间：2018-11-27 08:39

【摘要】：光束在宏弯的光纤内传播时会发生能量损耗并辐射到光纤包层外,引起受抑全内反射,辐射的能量同时受外界环境折射率的影响,因而可用于液位传感。因现有传感器受光源和外界环境干扰较大,信噪比较差,成本较高,为了解决这一问题,该文提出了一种双光纤扭绞结构的连续式液位传感器。通过理论和实验分析证明,宏弯光纤能量回馈到传感结构中并受外界环境折射率的调制。通过搭建实验平台进行测试,发现液位高度从350mm下降到0的过程中,暗场光纤末端功率值近似线性从0.448μW降到0.15μW,液位区分度达到4dB。同时,该文对影响液位传感器测量的主要因素进行了分析验证。
[Abstract]:When a beam propagates in a macrocurved fiber, it will lose energy and radiate outside the fiber cladding, resulting in total reflection, and the energy of radiation is also affected by the refractive index of the external environment, so it can be used for liquid level sensing. In order to solve this problem, a kind of continuous liquid level sensor with double-fiber twisting structure is proposed in this paper because of the large interference of light source and external environment, the poor signal-to-noise ratio (SNR) and the high cost of the existing sensors. Through theoretical and experimental analysis, it is proved that the energy of the fiber is fed back to the sensing structure and modulated by the refractive index of the external environment. By setting up an experimental platform, it is found that the power at the end of the dark field fiber decreases linearly from 0.448 渭 W to 0.15 渭 W, and the liquid level differentiation reaches 4 dB during the drop of the liquid level height from 350mm to 0. At the same time, the main factors that affect the measurement of liquid level sensor are analyzed and verified.
【作者单位】： 中北大学电子测试技术国防重点实验室;北京宇航系统研究所;仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金重点基金资助项目(51275491)
【分类号】：TP212

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本文编号：2360079