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(nèi)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(nèi)發(fā)生全內(nèi)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(nèi)反射被破壞，將有部分光線透入液體內(nèi)，使返回到光電二極管的光強變?nèi)?；返回光強是液體折射率的線性函數(shù)。返回光強發(fā)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(nèi)時，無包層的光纖光波導的數(shù)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(diào)制。?
圖(c)結構中，兩根多模光纖由棱鏡耦合在一起，它的光調(diào)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(jīng)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(zhì)。