CN206818280U - 一种防爆的光纤汽车油表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防爆的光纤汽车油表由激光二极管，单模光纤，环行器，陶瓷套管，腈聚合物弹性膜，反射镜，光电二极管，差分放大器和嵌入式控制器组成。将光纤穿入陶瓷套管中伸入油箱，利用汽油的流体静压将液位高低转化为反射镜与光纤端面之间距离的变化，通过光强解调获得准确的燃油容量。由于燃油的流体静压，同一深度处的压强随着液位的高低而变化，不同的压强下腈聚合物弹性膜发生形变的强度不一样，导致反射镜与光纤端面的距离受到实际液位的影响，反射光能量也就改变。因此，本实用新型具有本质防爆，结构紧凑，成本低廉的优点，具有一定实际推广价值。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车仪器仪表技术领域，具体涉及一种防爆的光纤汽车油表。
背景技术
对于汽车油表而言，设计过程中对起火和爆炸隐患的预防是优先于灵敏度和使用寿命所考虑的问题。
光纤传感器超越半导体传感器的先进之处就在于其优异的安全性能，对电磁干扰完全免疫，同时要比机械类的传感器更为小巧，对设备的损伤可以忽略不计。但是，光纤传感器件加工重复性差，定制器件十分昂贵。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种防爆的光纤汽车油表，将光纤穿入陶瓷套管伸入油箱，利用燃油的流体静压强将液位高低转化为反射镜与光纤端面之间距离的变化，通过解调光强度获得准确的燃油容量，传感部件小巧而且完全绝缘，成本低廉，不受油箱形状和容积的限制。
本实用新型通过以下技术方案实现：一种防爆的光纤汽车油表，其特征在于：由激光二极管(1)，单模光纤(2)，环行器(3)，陶瓷套管(4)，腈聚合物弹性膜(5)，反射镜(6)，光电二极管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)组成；激光二极管(1)经单模光纤(2)接入环行器(3)的a端口；环行器(3)的b端口与单模光纤(2)左端相连，单模光纤(2)右端插入陶瓷套管(4)后固定在汽车油箱内；腈聚合物弹性膜(5)包裹在陶瓷套管(4)的末端，中心固定反射镜(6)；环行器(3)的c端口，光电二极管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)依次相连用于解调信号。
所述的激光二极管(1)产生激光的中心波长为630nm，激光功率为10mW。
所述的腈聚合物弹性膜(5)的厚度为0.1mm～0.2mm，膜中心沉积厚度为0.15mm～0.25mm的铝金属作为反射镜(6)。
本实用新型的工作原理是：激光二极管(1)产生低强度的激光经单模光纤(2)传输至环行器(3)的a端口，进而沿环行器(3)的b端口出射进入油箱。激光从单模光纤(2)末端的端面按一定发散角出射，部分光能量经腈聚合物弹性膜(5)上反射镜(6)的反射返回单模光纤(2)中，经环行器(3)的c端口被光电二极管(7)接收。
由于燃油的流体静压强，同一深度处的压强随着液位的高低而变化。不同的压强下腈聚合物弹性膜(5)发生形变的程度不一样，这导致反射镜(6)与光纤端面的距离受到实际液位的控制，反射光的能量也就随着液面位置发生改变。当液位上升，反射镜(6)与光纤端面的距离减小，反射光的能量增强；反之，反射镜(6)与光纤端面的距离增大，反射光的能量减小。
光电二极管(7)将反射光的强度转换为电压信号，经差分放大器(8)将信号放大，利用嵌入式控制器(9)的片内ADC外设将模拟信号(电压)转化为数字信号，并根据油箱横截面面积换算为燃油体积。
本实用新型的有益效果是：首先，本实用新型采用光纤为载体，传感部件绝缘，与机械传动液位测量相比体积大幅减小；其次，该设计结构简单，部件都是光通讯领域广泛使用的材料，故障率低，易于维护。因此，本实用新型具有本质防爆，结构紧凑，成本低廉的优点，具有一定的实际推广价值。
附图说明
图1是一种防爆的光纤汽车油表的系统组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
参见附图1，一种防爆的光纤汽车油表由激光二极管(1)，单模光纤(2)，环行器(3)，陶瓷套管(4)，腈聚合物弹性膜(5)，反射镜(6)，光电二极管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)组成；激光二极管(1)经单模光纤(2)接入环行器(3)的a端口；环行器(3)的b端口与单模光纤(2)左端相连，单模光纤(2)右端插入陶瓷套管(4)后固定在汽车油箱内；腈聚合物弹性膜(5)包裹在陶瓷套管(4)的末端，中心固定反射镜(6)；环行器(3)的c端口，光电二极管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)依次相连用于解调信号。进一步的，激光二极管(1)产生激光的中心波长为630nm，激光功率为10mW；腈聚合物弹性膜(5)的厚度为0.1mm～0.2mm，膜中心沉积厚度为0.15mm～0.25mm的铝金属作为反射镜(6)。
流体静压强的特性在于，压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向，且任一点的压强大小与作用面的方向无关，只与该点的位置有关。因此，将单模光纤(2)插入陶瓷套管(4)后不能到接触汽车油箱的底部，腈聚合物弹性膜(5)弹性形变的大小只有液面的位置有关，同时根据压强公式，反射镜(6)与单模光纤(2)端面的距离与液面位置成线性关系。
Claims (3)
1.一种防爆的光纤汽车油表，其特征在于：由激光二极管(1)，单模光纤(2)，环行器(3)，陶瓷套管(4)，腈聚合物弹性膜(5)，反射镜(6)，光电二极管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)组成；激光二极管(1)经单模光纤(2)接入环行器(3)的a端口；环行器(3)的b端口与单模光纤(2)左端相连，单模光纤(2)右端插入陶瓷套管(4)后固定在汽车油箱内；腈聚合物弹性膜(5)包裹在陶瓷套管(4)的末端，中心固定反射镜(6)；环行器(3)的c端口，光电二极管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)依次相连用于解调信号。
2.根据权利要求1所述的一种防爆的光纤汽车油表，其特征在于：所述的激光二极管(1)产生激光的中心波长为630nm，激光功率为10mW。
3.根据权利要求1所述的一种防爆的光纤汽车油表，其特征在于：所述的腈聚合物弹性膜(5)的厚度为0.1mm～0.2mm，膜中心沉积厚度为0.15mm～0.25mm的铝金属作为反射镜(6)。
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