光纖液面?zhèn)鞲衅鳎?a title="中國光纖傳感器網(wǎng)" href="http://m.bjbcsh.cn/product/list.php?catid=241" target="_blank">光纖傳感器
一、定義
光纖傳感器：是利用光學(xué)器件/光纖材料固有的良好的抗電磁干擾（EMI/RFI）特性，能適應(yīng)嚴格環(huán)境使用的傳感器。此外，光纖傳感器與相應(yīng)的信號調(diào)理設(shè)備可配套組成一個完整的光纖傳感系統(tǒng)。深圳新世聯(lián)科技有限公司提供業(yè)界完善的光纖傳感器及監(jiān)測系統(tǒng)解決方案。
二、工作原理
光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。
三、分類
光纖傳感器分類：
光纖溫度傳感器 光纖壓力傳感器 光纖應(yīng)變傳感器 光纖位移傳感器 光纖折射率傳感器
四、應(yīng)用
光纖傳感器應(yīng)用領(lǐng)域：超高電壓環(huán)境物理量測量；有電磁干擾環(huán)境物理量測量；宇航，核電項目研究，參量測量；有害有毒環(huán)境物理量測量；醫(yī)療設(shè)備；大型建筑結(jié)構(gòu)等。
光纖液面?zhèn)鞲衅鳎汗饫w液位傳感器
（
54
）發(fā)明名稱
?
光纖液位傳感器
（
57
）摘要
?
光纖液位傳感器，涉及一種用于生
產(chǎn)、儲存。運輸。裝卸等部位的液位檢測的
傳感器。它由光纖敏感頭、探頭座、防爆盒
等構(gòu)成。光纖敏感頭由
U
形敏感頭及內(nèi)裝的
入射光纖、回光光纖構(gòu)成，光纖敏感頭安裝
在探頭座上，探頭座裝在光纖探測桿內(nèi)，光
纖探測桿或直接連接，或通過連接軸、經(jīng)金
屬波紋管接防爆盒及其內(nèi)的光纖耦合器及其
外的輸出電纜。本實用新型結(jié)構(gòu)精巧、性能
可靠、成本低、體積小、使用壽命長，耐高
光纖液面?zhèn)鞲衅鳎汗饫w液位傳感器？
液位傳感器主要分為兩種:開關(guān)式液位傳感器和連續(xù)式液位傳感器。開關(guān)式液位傳感器主要是用于獲得特殊位置的液位值。連續(xù)式傳感器運用于測量一定范圍內(nèi)的液位值。
常用的液位傳感器的工作原理為:
1、液位與液體壓力的正比關(guān)系；
2、利用被測液體電導(dǎo)率大于空氣的原理；
3、聲波從液面?zhèn)鞯揭后w底部所需的時間。
這些傳感器分別歸類為:電子式、機械一電子式和聲波式。聲波式傳感器非常復(fù)雜而且由于結(jié)構(gòu)的原因主要運用于深水位和大型儲水池的液位測量。電子式和機械一電子式在結(jié)構(gòu)上非常簡單，但它們的缺點在測量易燃易爆液體時的安全性不高。
由于光纖傳感器絕緣性能好、防爆、耐腐蝕、耐水性好而且可以做成非常小巧的傳感器，使得光纖液位傳感器在這些領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。
早起商業(yè)化應(yīng)用的光纖液位傳感器多為開關(guān)壓力開關(guān)式液位傳感器，國內(nèi)最典型的就是姜德生院士早期的產(chǎn)品。G.Betta等提出一種連續(xù)液位測量的光纖傳感器，其原理是，多模階躍型裸光纖在空氣中可認為是雙包層結(jié)構(gòu)(折射率變化為高一低一低)，而進入折射率大于包層的液體中時相當于W型光纖(折射率變化為高一低一高)；通過測量光纖中傳輸光的衰減即可得到液位信息。
對于連續(xù)型液位傳感器來說，據(jù)我所知道的多為壓力式的液位傳感器，另外還有浮子式光纖液位傳感器（這個更類似于機械式）。液體壓力式的光纖液位傳感器商用化上最好的應(yīng)該說是fp原理的液位傳感器，他可以達到較大的量程，百米以上，毫米級的精度，近些年fbg壓力傳感器的產(chǎn)品化也有了很大的進步。
光纖液面?zhèn)鞲衅鳎汗饫w液位計
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光纖液位計
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光纖水位計包括水位計傳感器部分和控制電路終端部分。其中，水位計傳感器部分采用光路耦合調(diào)節(jié)設(shè)備與光纜連接用于傳遞承載水位信息的光信號，控制電路終端部分采用激光調(diào)制技術(shù)，發(fā)送不同功能的調(diào)制激光信號，通過調(diào)制、對比與檢測，獲得水位的準確信息。這一原理實現(xiàn)了全程光測量，在室外不使用任何帶電器件，可以杜絕靜電危害防止雷電擊毀
中文名
光纖液位計
組 成
水位計傳感器、控制電路終端
技 術(shù)
激光調(diào)制技術(shù)
其 他
納入了國家863項目
目錄
1
背景
2
系統(tǒng)介紹
3
系統(tǒng)特點
4
系統(tǒng)組成
5
技術(shù)參數(shù)
6
應(yīng)用領(lǐng)域
光纖液位計背景
編輯
語音
光纖液位計——納入國家863項目黃島油庫區(qū)始建于1973年，勝利油田開采出的原油經(jīng)東（營）黃（島）長管輸線輸送到黃島油庫后，由青島港務(wù)局油碼頭裝船運往各地。黃島油庫原油儲存能力76萬立方米，成品油儲存能力約6萬立方米，是我國三大海港輸油專用碼頭之一。1989年8月12日9時55分，石油天然氣總公司管道局勝利輸油公司黃島油庫老罐區(qū)，2.3萬立方米原油儲量的 5號混凝土油罐爆炸起火，大火前后共燃燒104小時，燒掉原油4萬多立方米，占地250畝的老罐區(qū)和生產(chǎn)區(qū)的設(shè)施全部燒毀，這起事故造成直接經(jīng)濟損失 3540萬元。在滅火搶險中，10輛消防車被燒毀，19人犧牲，100多人受傷。其中公安消防人員犧牲 14人，負傷 85 人。事故分析黃島油庫特大火災(zāi)事故的直接原因：是由于非金屬油罐本身存在的缺陷，遭受對地雷擊產(chǎn)生感應(yīng)火花而引爆油氣。事故發(fā)生后，在排除人為破壞、明火作業(yè)、靜電引爆等因素和實測避雷針接地良好的基礎(chǔ)上。根據(jù)當時的氣象情況和有關(guān)人員的證詞（當時，青島地區(qū)為雷雨天氣），經(jīng)過深入調(diào)查和科學(xué)論證，事故原因的焦點集中在雷擊的形式上。混凝土油罐遭受雷擊引爆的形式主要有六種：一是球雷雷擊；二是直擊避雷針感應(yīng)電壓產(chǎn)生火花；三是雷電直接燃爆油氣；四是空中雷放電引起感應(yīng)電壓產(chǎn)生火花；五是繞擊雷直擊；六是罐區(qū)周圍對地雷擊感應(yīng)電壓產(chǎn)生火花。經(jīng)過對以上雷擊形式的勘察取證、綜合分析，5號油罐爆炸起火的原因，排除了前四種雷擊形式；第5種雷擊形成可能性極小，理由是：繞擊雷繞擊率在平地是0.4%，山地是1%，概率很?。焕@擊雷的特征是小雷繞去，避雷針越高繞擊的可能性越大。當時青島地區(qū)的雷電強度屬中等強度，5號罐的避雷針高度為30米，屬較低的，故繞擊的可能性不大；經(jīng)現(xiàn)場發(fā)掘和清查，罐體上未找到雷擊痕跡。因此繞擊雷也可以排除。事故原因極大可能是由于該庫區(qū)遭受對地雷擊產(chǎn)生感應(yīng)火花而引爆油氣。根據(jù)是：（l）8月12日9時55分左右，有6人從不同地點目擊，5號油罐起火前，在該區(qū)域有對地雷擊。（2）中國科學(xué)院空間中心測得，當時該地區(qū)曾有過二三次落地雷，最大一次電流104安培。（3）5號油罐的罐體結(jié)構(gòu)及罐頂設(shè)施隨著使用年限的延長，預(yù)制板裂縫和保護層脫落，使鋼筋外露。罐頂部防感應(yīng)雷屏蔽網(wǎng)連接處均用鐵卡壓固。油品取樣孔采用九層鐵絲網(wǎng)覆蓋。5號罐體中鋼筋及金屬部件的電氣連接不可靠的地方頗多，均有因感應(yīng)電壓而產(chǎn)生火花放電的可能性。（4）根據(jù)電氣原理，50～60米以外的天空或地面雷感應(yīng)，可使電氣設(shè)施100～200毫米的間隙放電。從5號油罐的金屬間隙看，在周圍幾百米內(nèi)有對地的雷擊時，只要有幾百伏的感應(yīng)電壓就可以產(chǎn)生火花放電。（5）5號油罐自8月12日凌晨2時起到9時55分起火時，一直在進油，共輸入1.5萬立方米原油。與此同時，必然向罐頂周圍排放同等體積的油氣，使罐外頂部形成一層達到爆炸極限范圍的油氣層。此外，根據(jù)油氣分層原理，罐內(nèi)大部分空間的油氣雖處于爆炸上限，但由于油氣分布不均勻，通氣孔及罐體裂縫處的油氣濃度較低，仍處于爆炸極限范圍。納入國家重點項目對于這場特大火災(zāi)事故，李鵬總理指示：“需要認真總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，要實事求是，舉一反三，以這次事故作為改進油庫區(qū)安全生產(chǎn)的可以借鑒的反面教材。”應(yīng)從以下幾方面采取措施：1．各類油品企業(yè)及其上級部門必須認真貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針，各級領(lǐng)導(dǎo)在指導(dǎo)思想上、工作安排上和資金使用上要把防雷、防爆、防火工作放在頭等重要位置，要建立健全針對性強、防范措施可行、確實解決問題的規(guī)章制度。2．對油品儲、運建設(shè)工程項目進行決策時，應(yīng)當對包括社會環(huán)境、安全消防在內(nèi)的各種因素進行全面論證和評價，要堅決實行安全、衛(wèi)生設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工，同時投產(chǎn)的制度。切不可只顧生產(chǎn)，不要安全。3．充實和完善《石油設(shè)計規(guī)范》和《石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆安全管理規(guī)定》，嚴格保證工程質(zhì)量，把隱患消滅在投產(chǎn)之前。4．逐步淘汰非金屬油罐，今后不再建造此類油罐。對尚在使用的非金屬油罐，研究和采取較可靠的防范措施。提高對感應(yīng)雷電的屏蔽能力，減少油氣泄漏。同時，組織力量對其進行技術(shù)鑒定，明確規(guī)定大修周期和報廢年限，劃分危險等級，分期分批停用報廢。5．研究改進現(xiàn)有油庫區(qū)防雷、防火、防地震、防污染系統(tǒng)；采用新技術(shù)、高技術(shù)，建立自動檢測報警聯(lián)防網(wǎng)絡(luò)，提高油庫自防自救能力。6．強化職工安全意識，克服麻痹思想。對隨時可能發(fā)生的重大爆炸火災(zāi)事故，增強應(yīng)變能力，制訂必要的消防、搶救、疏散、撤離的安全預(yù)案，提高事故應(yīng)急能力。光纖液位計——研究由于黃島油庫特大火災(zāi)事故給國家?guī)砭薮蠼?jīng)濟損失，，國家大力投入研究改進現(xiàn)有油庫區(qū)防雷、防火、防地震、防污染系統(tǒng)等
光纖液位計系統(tǒng)介紹
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我國江河、湖泊、水庫數(shù)量眾多，水力資源豐富。為了合理利用水資源，實時檢測各種水域的水位情況尤為重要，因此水位計的需求量巨大。目前安裝于水電站、水庫、江河、湖泊等水域的水位計均采測量方式帶電或信息傳輸方式帶電式設(shè)備，此類水位計在雷電天氣下非常容易被擊毀，造成較大的經(jīng)濟損失。武漢新烽光電科技有限公司經(jīng)過長時間研究，攻克了這一難題，成功開發(fā)出一款新型的水位計----光纖水位計。我公司研發(fā)的新型光纖水位計包括水位計傳感器部分和控制電路終端部分。其中，水位計傳感器部分采用光路耦合調(diào)節(jié)設(shè)備與光纜連接用于傳遞承載水位信息的光信號，它純光無源不懼雷電，控制電路終端部分采用激光調(diào)制技術(shù)，發(fā)送不同功能的調(diào)制激光信號，通過調(diào)制、對比與檢測，獲得水位的準確信息。這一原理實現(xiàn)了全程光測量，在室外不使用任何帶電器件，可以杜絕水位計被雷電擊壞。適用于水電站、水庫、江河、湖泊等自然環(huán)境水域的水位測量。
光纖液位計系統(tǒng)特點
編輯
語音
1、激光測距具有測量精度高、速度快、量程寬、不受環(huán)境因素影響等特點，可適用于各種不同條件下復(fù)雜環(huán)境的水位精密測量。2、系統(tǒng)水位信息的采集、檢測、傳輸均采用無源設(shè)計，室外機無任何帶電部分，本質(zhì)安全、真正做到防雷擊、抗電磁干擾。3、不同于一般水位計產(chǎn)品只具備水位的測量與輸出功能，本系統(tǒng)具備完整的數(shù)據(jù)測量、檢測、傳輸、分析、水位分級預(yù)警，遠程WEB訪問獲取數(shù)據(jù)等功能，系統(tǒng)可作為獨立水位預(yù)警平臺使用。4、系統(tǒng)提供RS485、RS323、RJ48、GPRS/3G、4-20mA模擬量數(shù)據(jù)輸出接口,兼容當前主流周邊設(shè)備。5、無需建立靜水井等附屬工程，安裝工程量小，全電子結(jié)構(gòu)設(shè)計，無任何機械部件、后期免維護。
光纖液位計系統(tǒng)組成
編輯
語音
1、光纖水位傳感器探頭光纖傳感器探頭由高精度光耦合器和光路調(diào)節(jié)裝置組成，主要完成光信號的收發(fā)以及對水位數(shù)據(jù)的采集，將采集到的水位值由光纖發(fā)送到控制器。2、傳感器控制終端控制器由電源、光纖水位傳感模塊、轉(zhuǎn)換電路板以及顯示屏組成，它負責對光信號進行調(diào)制和解調(diào)，通過對光信號的解調(diào)來將水位信號換成電信號?？刂破骶哂邢到y(tǒng)初始化、歷史數(shù)據(jù)查詢、通道設(shè)置、時間設(shè)置以及恢復(fù)出廠設(shè)置等功能，帶有4~20mA輸出、RS232、RS485以及GSM模塊，通過這些通信模塊可將水位信息傳輸?shù)焦た叵到y(tǒng)、電腦以及顯示器等，實現(xiàn)水位數(shù)據(jù)顯示。3、桌面顯示器顯示器(選配)是客戶直接觀察數(shù)據(jù)的窗口，具有實時水位、歷史數(shù)據(jù)查詢、時間設(shè)置等功能。顯示器具有大方、美觀、小巧方便等特點，有助于客戶更方便得查詢數(shù)據(jù)。
光纖液位計技術(shù)參數(shù)
編輯
語音
主要技術(shù)參數(shù)最大測量范圍40M精度±3mm分辨率1mm測量方式連續(xù)測量數(shù)據(jù)采集時間30秒報警方式蜂鳴器報警/電腦顯示/短信報警防護等級IP55,可有效防淋雨輸出4-20mA模擬量輸出、RS485、網(wǎng)口、RS232、、USB、GSM模塊工作電源工作電源電壓AC（187~240）V，DC：12V~24V交流電源頻率50HZ±2HZ系統(tǒng)工作環(huán)境環(huán)境溫度-10℃~55℃儲存溫度-10℃~60℃（終端）相對濕度≤95%RH（40±2℃）（無結(jié)露）
光纖液位計應(yīng)用領(lǐng)域
編輯
語音
1、水電站、水庫、江河湖泊等自然水域。2、水箱、游泳池、自來水廠等人工水域。3、油箱、油庫等易燃易爆場場所。4、軍艦、油輪等高電磁干擾場所。B
