基于USB的分布式液位监测系统

BillScot2

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
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。
6 l8 s& [" e4 A+ j9 v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
) i0 p) ]7 T+ S9 d- D对压力容器内部的液体液位，石油化工行业易燃易爆和电
: |; ^- D& `! R' d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
* p% |, b% {8 y9 P; s" j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
3 b. P2 S  Q/ _3 K# i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
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
; |5 B( ~/ W1 Q3 @( c& D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
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
5 v( U: X6 a. f  j液位监控和测量数据的实时处理。
/ w) ]1 I' h1 ^9 f1光纤液位传感器测量原理
( J4 Q8 n" D% s: s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
$ C) Q/ W' U7 P' B因素对测量结果的影响。其工作原理如下:
* E2 o* ]3 {) H* g
9 ~4 B8 T" y6 W# X  x如图1所示，该传感器探头为等间距错位式三光纤探头，
2 q( @# Y5 m# ~2 U5 h, f$ o: i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
6 |: r2 m, ]% w# k6 Y& j/ J* @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
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