王雁茹，周雨萌，赵春柳，时菲菲

(中国计量学院 光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018)



基于FBG轴向拉力的液位测量传感器

王雁茹，周雨萌，赵春柳，时菲菲

(中国计量学院 光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018)

【摘要】根据光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating, FBG)的传感原理，提出了一种基于波纹管结构的FBG液位传感器，利用补偿FBG (FBG1)与液位FBG(FBG2)具有相同的温度灵敏度进行温度补偿，将FBG2固定在波纹管内，液压产生的张力可以使波纹管的自由端产生位移，从而使固定在里面的FBG2产生轴向应变进而影响布喇格中心波长的改变.通过布喇格中心波长的改变来监测液位的变化，在40～340 mm的液位变化范围内进行了实验研究.结果表明，光纤布喇格光栅中心反射波长漂移对液位呈现良好的线性关系，线性拟合度大于0.998，灵敏度为15.7 pm/cm，理论测量范围可达到3 m.说明通过改变波纹管的波纹数目和其他参数，可实现对传感器测量范围和灵敏度的调整，以满足各种应用场合.

【关键词】液位传感器；光纤布喇格光栅；波纹管；温度补偿

液位传感器是一种检测容器内液体高度信息的仪器，在工业中有着广泛的应用，尤其在石油化工、冶金、核电等行业的生产过程中经常需要检测储油罐或储液罐内的液位. 一些基于电子式、超声波、机械浮子式[1-4]的液位传感器已被提出，由于所测量液体种类繁多，物理化学性质各不相同，这些大都属于电类的传感器在强酸强碱、腐蚀性、甚至是强放射性环境中使用时存在很大安……