CN211121488U - 基于光纤光栅的液面高度测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于光纤光栅的液面高度测量装置及系统，主要涉及光学器件领域；当填充液液面进行波动的时候，该第二受力部会跟随待测液体液面进行活动，进而使得该弹性件发生形变，该光纤光栅随着弹性件的形变也发生形变，进而使得该光纤光栅的反射光的波长发生改变，通过对光纤光栅的出射光进行检测，得到该光纤光栅的反射光的变化情况，进一步得到该光纤光栅的形变量，然后得到该弹性件的形变量，通过弹性件的形变量可以得出该填充液的液面情况，由于本申请通过光纤光栅对填充液的液面进行检测，则无需开箱检测，并且检测结果较为准确。

Description

基于光纤光栅的液面高度测量装置及系统

技术领域

本实用新型涉及光学器件领域，主要涉及一种基于光纤光栅的液面高度测量装置及系统。

背景技术

对待测液体的液面测量是测量液体体积的一种重要方式，可以通过对待测液体液面的检测，得到待测液体的体积。

现有技术中，一般对待测液体液面进行测量的时候，是采用将测量仪器深入到待测液体内部，根据测量仪器的没入高度对待测液体的液面高度进行测量。

但是，有些待测液体由于储存方式，难以使用待测装置进行测量，有些液体由于挥发性强的问题，若打开进行测量则会早上挥发，使得测量不准确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于光纤光栅的液面高度测量装置及系统，以解决现有技术中有些待测液体由于储存方式，难以使用待测装置进行测量，有些液体由于挥发性强的问题，若打开进行测量则会早上挥发，使得测量不准确的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于光纤光栅的液面高度测量装置，液面高度测量装置包括：密封壳体、弹性件、光纤光栅、第一受力部、第二受力部和填充液；填充液填充在密封壳体内，密封壳体上表面设置第一通孔，通孔内壁位置设置有第一受力部，第一受力部上开设有与第一通孔对应的第二通孔，弹性件一端穿过第一通孔和第二通孔，弹性件的另一端与第二受力部连接，光纤光栅缠绕设置在弹性件上，第二受力部垂直设置在与填充液的液面上。

可选的，该液面高度测量装置还包括第三受力部，第三受力部设置在第二受力部远离第一受力部的一侧，且第三受力部的表面积大于第二受力部的表面积。

可选的，该第三受力部与第二受力部同心设置。

可选的，该液面高度测量装置还包括支撑部，第三受力部两端设置有最少一个第三通孔，支撑部的一端固定设置在密封壳体的底面，另一端穿过第三通孔连接密封壳体中与底面相对的面上。

可选的，该支撑部包括第一支撑部和第二支撑部。

可选的，该填充液包括：水、汽油、石油中任意一种或多种。

第二方面，本申请还提供另一种基于光纤光栅的液面高度测量系统，液面高度测量系统包括：波长检测装置和第一方面任意一项的液面高度测量装置，波长检测装置用于检测液面高度测量装置出射光的波长。

本实用新型的有益效果是：

本申请通过填充液填充在密封壳体内，密封壳体上表面设置第一通孔，通孔内壁位置设置有第一受力部，第一受力部上开设有与第一通孔对应的第二通孔，弹性件一端穿过第一通孔和第二通孔，弹性件的另一端与第二受力部连接，光纤光栅缠绕设置在弹性件上，第二受力部垂直设置在与填充液的液面上，当填充液液面进行波动的时候，该第二受力部会跟随待测液体液面进行活动，进而使得该弹性件发生形变，该光纤光栅随着弹性件的形变也发生形变，进而使得该光纤光栅的反射光的波长发生改变，通过对光纤光栅的出射光进行检测，得到该光纤光栅的反射光的变化情况，进一步得到该光纤光栅的形变量，然后得到该弹性件的形变量，通过弹性件的形变量可以得出该填充液的液面情况，由于本申请通过光纤光栅对填充液的液面进行检测，则无需开箱检测，并且检测结果较为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种基于光纤光栅的液面高度测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的另一种基于光纤光栅的液面高度测量装置的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的另一种基于光纤光栅的液面高度测量装置的结构示意图。

图标：10-密封壳体；11-第一通孔；20-弹性件；30-光纤光栅；40-第一受力部；41-第二通孔；50-第二受力部；60-填充液；70-第三受力部；71-第三通孔；80-支撑部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的实施过程更加清楚，下面将会结合附图进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的一种基于光纤光栅的液面高度测量装置的结构示意图，如图1所示，本申请提供一种基于光纤光栅的液面高度测量装置，液面高度测量装置包括：密封壳体10、弹性件20、光纤光栅30、第一受力部40、第二受力部50和填充液60；填充液60填充在密封壳体10内，密封壳体10上表面设置第一通孔11，通孔内壁位置设置有第一受力部40，第一受力部40上开设有与第一通孔11对应的第二通孔41，弹性件20一端穿过第一通孔11和第二通孔41，弹性件20的另一端与第二受力部50连接，光纤光栅30缠绕设置在弹性件20上，第二受力部50垂直设置在与填充液60的液面上。

该弹性件20可以是弹簧，还可以是具有弹性形变的物体，在此不做限定，只要能实现该弹性件20可以跟随填充液60的起伏而变化，即当填充液60液面上涨时，该弹性件20受到向上的压力收缩，当该填充液60的液面下降时，该弹性件20受到向下的重力的作用下张开，该第一受力部40和第二受力部50的体积及表面积根据实际情况进行选择，在此不做具体限定，需要说明的是，该第一受力部40的表面积不大于该密封壳体10的一个面的面积即可，该第二受力部50的表面积使得该第二受力部50在重力的作用下不会沉没在该填充液60中即可，该弹性件20的原始长度根据该填充液60的液面高度进行设置，一般的该弹性件20为弹簧的时候，在该弹簧自然下落之后，该第二受力部50刚接触到该填充液60的液面即可，当该液面上升的时候，该弹簧对于部分通过该第一通孔11和第二通孔41伸出该密封壳体10，该第一通孔11和第二通孔41可以一样大也可以第一通孔11小于第二通孔41，防止外物对填充液60造成污染，该密封壳体10的材料根据实际情况进行设定，在此不做具体限定，一般的，该密封壳体10的材料为铁；当填充液60液面进行波动的时候，该第二受力部50会跟随待测液体液面进行活动，进而使得该弹性件20发生形变，该光纤光栅30随着弹性件20的形变也发生形变，进而使得该光纤光栅30的反射光的波长发生改变，通过对光纤光栅30的出射光进行检测，得到该光纤光栅30的反射光的变化情况，进一步得到该光纤光栅30的形变量，然后得到该弹性件20的形变量，通过弹性件20的形变量可以得出该填充液60的液面情况，由于本申请通过光纤光栅30对填充液60的液面进行检测，则无需开箱检测，并且检测结果较为准确，根据光纤光栅30的反射光的变化情况得到该光纤光栅30的形变量，根据实验数据测量得到在此不做赘述，该光纤光栅30在该弹性部上缠绕的实际圈数根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。

图2为本实用新型一实施例提供的另一种基于光纤光栅的液面高度测量装置的结构示意图，如图2所示，可选的，该液面高度测量装置还包括第三受力部70，第三受力部70设置在第二受力部50远离第一受力部40的一侧，且第三受力部70的表面积大于第二受力部50的表面积。

为了使得对填充液60的测量更加准确，则可以在该第二受力部50的一侧设置第三受力部70，该第三受力部70由于面积较大，可以准确的在填充液60下降的时候，跟随填充液60液面下降，当填充液60液面升高的时候，及时随填充液60液面上升，减少对填充液60液面测量的误差。

可选的，该第三受力部70与第二受力部50同心设置。

为了进一步减少测量的误差，将第三受力部70的中心点与第二受力部50的中心点重合，当该第二受力部50和第二受力部50均为圆形的时候，则该第二受力部50和第三受力部70同圆心，当该第二受力部50和第三受力部70为其他规则图形时，该第二受力部50和第三受力部70同中心，此时也可以将重心作为中心，当该第二受力部50和第三受力部70为不规则图形时，此时将不规则图形的重心作为中心。

图3为本实用新型一实施例提供的另一种基于光纤光栅的液面高度测量装置的结构示意图，如图3所示，可选的，该液面高度测量装置还包括支撑部80，第三受力部70两端设置有最少一个第三通孔71，支撑部80的一端固定设置在密封壳体10的底面，另一端穿过第三通孔71连接密封壳体10中与底面相对的面上。

该支撑部80用于将该第三受力部70在左右方向上进行固定，防止在填充液60左右移动的时候，第三受力部70也左右移动，当该第三受力部70上设置一个第三通孔71时，该液面高度测量装置包括一个支撑部80，当该第三受力部70上设置多个第三通孔71时，该液面高度测量装置也对应包括多个支撑部80，一般的该第三受力部70上设置两个第三通孔71时，该液面高度测量装置也对应包括两个支撑部80，该第三通孔71的具体位置根据实际需要进行设定，在此不做具体限定。

可选的，该支撑部80包括第一支撑部和第二支撑部。

当该第三受力部70上设置两个第三通孔71时，该液面高度测量装置也对应包括两个支撑部80，两个支持部分别为第一支撑部和第二支撑部。

可选的，该填充液60包括：水、汽油、石油中任意一种或多种。

该填充液60可以为水、汽油、石油中单独一种，也可以为水、汽油、石油中任意多种，并且多种液体之间的混合比例在此不做具体限定。

本申请通过填充液60填充在密封壳体10内，密封壳体10上表面设置第一通孔11，通孔内壁位置设置有第一受力部40，第一受力部40上开设有与第一通孔11对应的第二通孔41，弹性件20一端穿过第一通孔11和第二通孔41，弹性件20的另一端与第二受力部50连接，光纤光栅30缠绕设置在弹性件20上，第二受力部50垂直设置在与填充液60的液面上，当填充液60液面进行波动的时候，该第二受力部50会跟随待测液体液面进行活动，进而使得该弹性件20发生形变，该光纤光栅30随着弹性件20的形变也发生形变，进而使得该光纤光栅30的反射光的波长发生改变，通过对光纤光栅30的出射光进行检测，得到该光纤光栅30的反射光的变化情况，进一步得到该光纤光栅30的形变量，然后得到该弹性件20的形变量，通过弹性件20的形变量可以得出该填充液60的液面情况，由于本申请通过光纤光栅30对填充液60的液面进行检测，则无需开箱检测，并且检测结果较为准确。

本申请还提供另一种基于光纤光栅的液面高度测量系统，液面高度测量系统包括：波长检测装置和上述任意一项的液面高度测量装置，波长检测装置用于检测液面高度测量装置出射光的波长。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于光纤光栅的液面高度测量装置，其特征在于，所述液面高度测量装置包括：密封壳体、弹性件、光纤光栅、第一受力部、第二受力部和填充液；所述填充液填充在所述密封壳体内，所述密封壳体上表面设置第一通孔，所述通孔内壁位置设置有所述第一受力部，所述第一受力部上开设有与所述第一通孔对应的第二通孔，所述弹性件一端穿过所述第一通孔和所述第二通孔，所述弹性件的另一端与所述第二受力部连接，所述光纤光栅缠绕设置在所述弹性件上，所述第二受力部垂直设置在与所述填充液的液面上。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的液面高度测量装置，其特征在于，所述液面高度测量装置还包括第三受力部，所述第三受力部设置在所述第二受力部远离所述第一受力部的一侧，且所述第三受力部的表面积大于所述第二受力部的表面积。

3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的液面高度测量装置，其特征在于，所述第三受力部与所述第二受力部同心设置。

4.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的液面高度测量装置，其特征在于，所述液面高度测量装置还包括支撑部，所述第三受力部两端设置有最少一个第三通孔，所述支撑部的一端固定设置在所述密封壳体的底面，另一端穿过所述第三通孔连接所述密封壳体中与所述底面相对的面上。

5.根据权利要求4所述的基于光纤光栅的液面高度测量装置，其特征在于，所述支撑部包括第一支撑部和第二支撑部。

6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的液面高度测量装置，其特征在于，所述填充液包括：水、汽油、石油中任意一种或多种。

7.一种基于光纤光栅的液面高度测量系统，其特征在于，所述液面高度测量系统包括：波长检测装置和权利要求1-6任意一项所述的液面高度测量装置，所述波长检测装置用于检测所述液面高度测量装置出射光的波长。

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