【摘要】：液位和溫度、壓力、流量等參數(shù)一樣,是工業(yè)生產和生活中需要測量的重要參數(shù)。本文從液位測量的實際意義出發(fā),歸納總結了現(xiàn)有的液位測量方法及液位計的國內外研究現(xiàn)狀。光纖光柵因其獨特體積小、質量輕、抗電磁干擾、可以兼容其它光學儀器、不易受外界環(huán)境干擾等優(yōu)點,受到人們更多的關注和青睞,光柵液位計也將有很廣泛的發(fā)展前景。本文在前人研究的基礎上,研究完成了一種光纖布拉格光柵液位計系統(tǒng),主要包括FBG液位傳感器和FBG解調儀兩部分。基于光纖布拉格光柵液位計的傳感原理:當液位發(fā)生改變時,就會導致光柵的波長發(fā)生變化,把波長的變化解調出來,也就得到了液位信息。在FBG液位傳感探頭的設計中,采用了獨特的雙光柵結構,也就是加入了溫補光柵,消除了溫度、應變的交叉敏感問題。通過大量的理論推導,獲得膜片半徑、厚度和撓度之間的關系,得到需要的膜片尺寸。獨特的結構件和夾片的設計,使光柵不與筒壁接觸,穩(wěn)定性好,更加耐磨損。在光纖Bragg光柵解調儀的解調方法的選擇上,先是對目前存在的方法進行了分析和比較,選擇適合我設計的液位傳感器的解調方案,也就是基于可調諧F-P濾波器的解調方法,為了消除F-P濾波器的非線性問題,加入了溫補光柵和F-P標準具以及溫控模塊,使標定支路更加準確,提高了解調的精度和穩(wěn)定性。然后對組成解調系統(tǒng)的各種器件進行了選擇,對電路進行設計,并采用高斯擬合尋峰算法,解調出波長變化量,達到測量液位的目的。最后對我設計的整個FBG液位系統(tǒng)進行了實驗測量與驗證。實驗結果顯示該解調儀的測量精度為2pm,分辨率為1.07pm,24小時的穩(wěn)定性達到了1.2pm,液位計探頭的分辨率為0.3cm,36個小時的穩(wěn)定性為0.3cm,測量范圍是0~3m,兩部分的性能指標都已達到了我的預期要求。證明此液位計進行液位測量是可行的,目前已經應用在了城市管廊系統(tǒng)中,具有較強的實用性。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH816
【圖文】：

圖 1.1 浮子式液位計測量原理圖理是將液位信息轉換為電氣參數(shù)，根大，又由于輸出信號統(tǒng)一，更加方便性差[14-16]。理是不同高度的液位會產生不同的壓值，優(yōu)點是測量的范圍相對較大，安知的[17]。測量原理圖如圖 1.2 所示。

圖 1.1 浮子式液位計測量原理測量原理是將液位信息轉換為電氣參是量程大，又由于輸出信號統(tǒng)一，更加，可靠性差[14-16]。測量原理是不同高度的液位會產生不到液位值，優(yōu)點是測量的范圍相對較的和已知的[17]。測量原理圖如圖 1.2 所

【參考文獻】

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本文編號：2718235