光纖流量計與液位計

1、光纖流量計與液位計透平流量計 透平流量表有一個稱之葉輪的轉動件，它安置在流體蒸汽中，葉輪的轉速正比于通過它的流速。圖5-8-1給出了一個簡單的裝置。葉輪的轉速通過反射式光纖傳感器進展檢測。當葉輪的每個葉片通過光纖傳感器時，就產生反射的光脈沖。因為傳感器是數(shù)字式的，所以就不存在與光纖強度調制模擬信號有關聯(lián)的一些問題。 壓差式流量傳感器的原理是通過減小橫截面產生流阻，當流體通過時產生了壓力。流阻使這一點上的流速增加，其作用在于形成一個與流阻有關的壓降，壓力的變化正比于流量的大小。上圖表示一種采用光纖壓力傳感器的壓差流量檢測儀的根本原理。流阻前面壓力為P1；流阻后面的壓力為P2，且P1P2。如第八節(jié)

2、所討論的一些光纖壓力傳感器的根本原理均可應用于此，上圖使用了一種反射式光纖壓力傳感器 2.光纖液位傳感器 液位傳感器被分類為開關、泄漏檢測，或量值傳感器。開關用于高低液位檢測。量值傳感器用于實際液位測量。光纖裝置較多地應用于前一類中。液位是根本的消費控制參數(shù)之一，尤其是在石油化學和化學工業(yè)中。在許多消費過程中的爆炸性使光纖顯得格外有用。在許多軍事應用中也需要進展泄漏檢測和燃料液位測定。在這些應用中，由于使用了光纖在免除電磁干擾和射頻干擾方面無疑是個重要的動力。光纖傳感器利用光與介質的互相作用。因此在比較清潔和透明的液體中進展液位測量是最適宜的。一些臟的或不透明的液體例如：天然油和顏料，它們容易

3、造成光學上的障礙，就如粉末狀的固體那樣遮蔽傳感器。因此，這類材料的液位測量采用與壓力有關的液位測量傳感器來進展最為適宜。 力式浮力型液位傳感器往往采用一個浮體跟蹤液位。簡單的浮體如圖5-9-1a中所示那樣設計成一個活動的反射式光纖傳感器 。這種類型的傳感器一般只用來測定高或低的液位。然而，在一個模擬模型中采用一個反射傳感器能測出液位實際高度。一個帶有透鏡的反射探頭可以在12.5cmm測量間隔 上提供一個模擬信號。 液位可以通過測量水壓差來測定；水壓是液位所施加的壓力。當水箱受到增壓時測量就變得復雜化。系統(tǒng)需有兩個傳感器：一個在箱子頂部測量增加的壓力，一個在箱子底部測量水壓及增加的壓力。 外表反

4、射技術利用分開外表的反射光測定液位。通過落到外表上的一束入射光可以檢測光束的位置，它是液位的函數(shù) 這種方法對于難以接觸的有腐蝕性的液體及高溫液體是最有吸引力的。例如這種方法可以測量罐內熔化的玻璃液位。假設光源進展調制脈沖調制，最好只有在紅外區(qū)域內能探圖外表反射液位測量測到脈沖信號，而來自熔化玻璃的背景光圖中折射率變化的液位傳感器那么未被調制。熔化的玻璃形成一個有高粘度的平滑外表，使產生有效的外表反射。 利用折射率變化測量液位的傳感器作用在于把透射光傳送給棱鏡，有代表性的是石英棱鏡折射率1.46。在空氣介質中折射率1.0棱鏡的作用好似一根用空氣作為包層的光纖，棱鏡頂部做成有利于被探測光線的反向反射。在液體情況下，光線不是全部內反射而是進入液體。 表5-9-1