[实用新型]一种基于双边孔光纤的液体密度计和液体密度传感器系统

说明书

本实用新型属于光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于双边孔光纤的液体密度计和液体密度传感器系统。该液体密度计包括两边开口的套管，套管内壁固定有双边孔光纤和多模光纤所组成的结构；双边孔光纤的第一端用于与待测液体接触，第二端与多模光纤的一端面固定连接，双边孔光纤的两个边孔与多模光纤的纤芯接触的两部分的面积相同；双边孔光纤的第一端中第一边孔和第二边孔设置有预设高度差，使第一边孔、第二边孔与待测液体接触的液面高度不同；多模光纤远离双边孔光纤的一端作为输出端。该液体密度计具有体积小、灵敏度高且具有温度和外界气压变化的自动补偿特性。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于双边孔光纤的液体密度计和液体密度传感器系统。

背景技术

密度计是测量液体密度的一种计量仪器。目前，常见的有电子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计等，这些类型的密度计可以满足一部分的测量需求，但仍难以用于对易燃、易腐蚀类液体的测量。且这些密度计存在结构复杂，或成本高，或测量精度低等缺点。

基于光学原理的密度计具有高精度、结构简单、抗电磁干扰等优点。目前光学式的密度计都是基于阿基米德浮力定律的浮子式结构，即物体在液体内受到的浮力与液体密度成正比，浮子受到的浮力通过机械杠杆传到光纤光栅，引起光栅的应变，检测光栅光信号的改变就可算出浮力大小，进而得出液体密度。

然而，浮子式的缺点是因为有浮子和机械结构，体积做不到很小。浮子体积越大，受到的浮力也越大，灵敏度就高，但整个密度计体积也就越大了，所以体积和灵敏度不可兼得。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本实用新型提供一种基于双边孔光纤的液体密度计，具有体积小、灵敏度高且具有温度和外界气压变化的自动补偿特性。

(二)技术方案

本实用新型一种基于双边孔光纤的液体密度计，包括：

两边开口的套管，套管内壁依次固定有双边孔光纤和多模光纤；

所述双边孔光纤的第一端用于与待测液体接触，第二端与多模光纤的一端面固定连接，所述双边孔光纤的两个边孔与所述多模光纤的纤芯接触的两部分的面积相同；

所述双边孔光纤的第一端中第一边孔和第二边孔设置有预设高度差，使第一边孔、第二边孔与待测液体接触的液面高度不同；

所述双边孔光纤的第一边孔内设置有第一液体，所述第一液体的液柱表面与多模光纤的端面之间的腔体形成用于感知待测液体压强变化的第一F-P腔；

所述双边孔光纤的第二边孔内设置有第二液体，所述第二液体的液柱表面与所述多模光纤的端面之间的腔体形成用于感知待测液体压强变化的第二F-P腔；且液体密度计静置在空气中时，第一液体的液柱表面距离多模光纤端面的高度与第二液体的液柱表面距离多模光纤端面的高度相同；

多模光纤远离双边孔光纤的一端作为输出端。

进一步地，所述第一液体和第二液体相同。

进一步地，所述双边孔光纤的第二端与多模光纤采用熔接方式固定。

进一步地，所述双边孔光纤的第一边孔和第二边孔均为空气孔；

所述空气孔的直径为37μm，所述双边孔光纤的直径为125μm；

所述多模光纤的包层直径为125μm，纤芯直径为65μm。

进一步地，第一液体的液柱表面距离多模光纤端面的高度为2-10mm。

进一步地，双边孔光纤和多模光纤分别固定于所述套管内壁一侧，且对应内壁侧存在空隙。