本發(fā)明屬于汽車儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防爆的光纖汽車油表。
背景技術(shù)：
對(duì)于汽車油表而言，設(shè)計(jì)過程中對(duì)起火和爆炸隱患的預(yù)防是優(yōu)先于靈敏度和使用壽命所考慮的問題。
光纖傳感器超越半導(dǎo)體傳感器的先進(jìn)之處就在于其優(yōu)異的安全性能，對(duì)電磁干擾完全免疫，同時(shí)要比機(jī)械類的傳感器更為小巧，對(duì)設(shè)備的損傷可以忽略不計(jì)。但是，光纖傳感器件加工重復(fù)性差，定制器件十分昂貴。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種防爆的光纖汽車油表，將光纖穿入陶瓷套管伸入油箱，利用燃油的流體靜壓強(qiáng)將液位高低轉(zhuǎn)化為反射鏡與光纖端面之間距離的變化，通過解調(diào)光強(qiáng)度獲得準(zhǔn)確的燃油容量，傳感部件小巧而且完全絕緣，成本低廉，不受油箱形狀和容積的限制。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種防爆的光纖汽車油表，其特征在于：由激光二極管(1)，單模光纖(2)，環(huán)行器(3)，陶瓷套管(4)，腈聚合物彈性膜(5)，反射鏡(6)，光電二極管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)組成；激光二極管(1)經(jīng)單模光纖(2)接入環(huán)行器(3)的a端口；環(huán)行器(3)的b端口與單模光纖(2)左端相連，單模光纖(2)右端插入陶瓷套管(4)后固定在汽車油箱內(nèi)；腈聚合物彈性膜(5)包裹在陶瓷套管(4)的末端，中心固定反射鏡(6)；環(huán)行器(3)的c端口，光電二極管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)依次相連用于解調(diào)信號(hào)。
所述的激光二極管(1)產(chǎn)生激光的中心波長為630nm，激光功率為10mw。
所述的腈聚合物彈性膜(5)的厚度為0.1mm～0.2mm，膜中心沉積厚度為0.15mm～0.25mm的鋁金屬作為反射鏡(6)。
本發(fā)明的工作原理是：激光二極管(1)產(chǎn)生低強(qiáng)度的激光經(jīng)單模光纖(2)傳輸至環(huán)行器(3)的a端口，進(jìn)而沿環(huán)行器(3)的b端口出射進(jìn)入油箱。激光從單模光纖(2)末端的端面按一定發(fā)散角出射，部分光能量經(jīng)腈聚合物彈性膜(5)上反射鏡(6)的反射返回單模光纖(2)中，經(jīng)環(huán)行器(3)的c端口被光電二極管(7)接收。
由于燃油的流體靜壓強(qiáng)，同一深度處的壓強(qiáng)隨著液位的高低而變化。不同的壓強(qiáng)下腈聚合物彈性膜(5)發(fā)生形變的程度不一樣，這導(dǎo)致反射鏡(6)與光纖端面的距離受到實(shí)際液位的控制，反射光的能量也就隨著液面位置發(fā)生改變。當(dāng)液位上升，反射鏡(6)與光纖端面的距離減小，反射光的能量增強(qiáng)；反之，反射鏡(6)與光纖端面的距離增大，反射光的能量減小。
光電二極管(7)將反射光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)差分放大器(8)將信號(hào)放大，利用嵌入式控制器(9)的片內(nèi)adc外設(shè)將模擬信號(hào)(電壓)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)油箱橫截面面積換算為燃油體積。
本發(fā)明的有益效果是：首先，本發(fā)明采用光纖為載體，傳感部件絕緣，與機(jī)械傳動(dòng)液位測量相比體積大幅減??；其次，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，部件都是光通訊領(lǐng)域廣泛使用的材料，故障率低，易于維護(hù)。因此，本發(fā)明具有本質(zhì)防爆，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的實(shí)際推廣價(jià)值。
附圖說明
圖1是一種防爆的光纖汽車油表的系統(tǒng)組成示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
參見附圖1，一種防爆的光纖汽車油表由激光二極管(1)，單模光纖(2)，環(huán)行器(3)，陶瓷套管(4)，腈聚合物彈性膜(5)，反射鏡(6)，光電二極管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)組成；激光二極管(1)經(jīng)單模光纖(2)接入環(huán)行器(3)的a端口；環(huán)行器(3)的b端口與單模光纖(2)左端相連，單模光纖(2)右端插入陶瓷套管(4)后固定在汽車油箱內(nèi)；腈聚合物彈性膜(5)包裹在陶瓷套管(4)的末端，中心固定反射鏡(6)；環(huán)行器(3)的c端口，光電二極管(7)，差分放大器(8)和嵌入式控制器(9)依次相連用于解調(diào)信號(hào)。進(jìn)一步的，激光二極管(1)產(chǎn)生激光的中心波長為630nm，激光功率為10mw；腈聚合物彈性膜(5)的厚度為0.1mm～0.2mm，膜中心沉積厚度為0.15mm～0.25mm的鋁金屬作為反射鏡(6)。
流體靜壓強(qiáng)的特性在于，壓強(qiáng)的方向必然是沿著作用面的內(nèi)法線方向，且任一點(diǎn)的壓強(qiáng)大小與作用面的方向無關(guān)，只與該點(diǎn)的位置有關(guān)。因此，將單模光纖(2)插入陶瓷套管(4)后不能到接觸汽車油箱的底部，腈聚合物彈性膜(5)彈性形變的大小只有液面的位置有關(guān)，同時(shí)根據(jù)壓強(qiáng)公式，反射鏡(6)與單模光纖(2)端面的距離與液面位置成線性關(guān)系。