基于USB的分布式液位监测系统

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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
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
2 ]+ @' T! n& Q  K/ \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
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
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
# R+ z$ d3 o9 E1 V. T. ]. E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
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.
于USB的光纤传感器液位监测系统，该系统采用USB技术,实
! U. _, X( s+ Q9 B' e1 O* x! ]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
. T, e5 O3 r0 ]1 A7 F% _$ ~% F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
# }% C. J+ `! c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
液位监控和测量数据的实时处理。
- r# ~9 W: d3 M: ]9 V1光纤液位传感器测量原理
本系统采用了一种强度补偿反射式光纤位移传感器,有效
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
9 }" u, O3 O2 y1 e' j1 Y因素对测量结果的影响。其工作原理如下:
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如图1所示，该传感器探头为等间距错位式三光纤探头，
6 @; j, i# k) M: N. `% z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
* O! c+ q5 B' n& o" M7 t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
! K6 t& g& t7 z7 w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
9 K6 Y& f+ e" E% S& \  }0 M0 }2 |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