基于USB的分布式液位监测系统

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4 ]; v" r3 ?! y' r8 q摘要:为实现集散式液位监测,设计了一种新型基于USB的光纤传感检测系统。系统利用强度补偿反射式光纤位移传感器
( ?# i9 R" f/ R( y) G' i, x和单片机完成多点液位信号的采集和数据处理,通过USB接口与PC机进行短距离高速数据通信,实现多处液位集中实时
9 \  k1 F! b2 k- D; B1 {监测和超限报警。实验表明,本系统具有易于扩展、实时性强、精度高、本质安全等特点,有较高应用价值。
关键词:通用串行总线;分布式测;液位监控;单片机;光纤传感器
9 p/ e( Y+ H3 b. h/ @引言
对压力容器内部的液体液位，石油化工行业易燃易爆和电
/ ~# [# q; S8 K9 J0 j/ E  G磁干扰严重场所的多处容器液位测控,都需要-种性能稳定的
本安型监测系统。特别是用于石化行业远程集群测控时,电信
6 {& g: [' D! ^4 T( N5 o号在传输过程中很容易因为电火花引发火灾。本文给出一种基.
, z8 v: o5 q; f! o- S$ {3 m0 }于USB的光纤传感器液位监测系统，该系统采用USB技术,实
现检测仪与PC机的数据高速实时交换,具有易于扩展、实时性
强和集散测控等优点;采用新型光纤液位传感器,实现无电流
到监控现场的本安型监测,具有灵敏度高抗腐蚀和抗干扰能力
4 n+ B, K( B: w  k8 @! y3 }强等优点;使用多通道增益可编程放大器和单片机完成分布式
3 R3 P( @9 A6 v6 r) d液位监控和测量数据的实时处理。
1光纤液位传感器测量原理
& Q' l; A1 r& e" Q: x本系统采用了一种强度补偿反射式光纤位移传感器,有效
3 R0 S& p: k6 X9 E3 I$ g; q) u5 k地消除因光源发光功率波动光纤损耗变化以及环境光干扰等
1 e- T  L1 }( C/ \7 A/ K: d因素对测量结果的影响。其工作原理如下:
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0 i6 _* W, K1 t/ r" T3 p如图1所示，该传感器探头为等间距错位式三光纤探头，
1 U  r% U, f3 c) `' Y0 G' G由一组人射光纤,两组反射光纤组成。其中,两组反射光纤与被
测液体表面距离不同,一一个为d,另-一个取d+D。通过测出反射
2 {7 V% I, ]9 u* g( k% S信号与参考信号的光强功率比，就可以推出被测物体的位移
量。光纤口端出射光场的场强分布为:
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采用新型光纤液位传感器,实现无电流到监控现场的本安型监测