| 主权项 |
一种利用检测装置进行光纤油水分界面检测的方法，所述检测装置包括窄线宽激光光源(1)、环形器(3)、成端尾纤(4)、长度标尺(5)、光电探测器和信号处理与显示模块(7)；所述窄线宽激光光源(1)通过环形器(3)与成端尾纤(4)连接，成端尾纤(4)的自由端与所述长度标尺(5)并排设置，所述环形器(3)的第三端口经光电探测器同信号处理与显示模块(7)相连；窄线宽激光光源(1)发出连续光功率信号，经环形器(3)进入成端尾纤(4)，在成端尾纤(4)的自由端尾端面发生反射，反射光经环形器(3)进入光电探测器，最后输入信号处理与显示模块(7)，用于功率检测；所述方法包括如下步骤：1)测量前，利用清洁的成端光纤(4)的自由端尾端面，测量并记录装置在空气中的功率测量值P<sub>0</sub>；2)将并排设置的成端光纤(4)和长度标尺(5)一起，垂直于液面浸入待测油水混合液体中，当测得的功率值变化时，表示成端光纤(4)与油面接触，记录此时的反射功率，并读出长度标尺(5)的读数，即为油层起始位置；3)将并排设置的成端光纤(4)和长度标尺(5)一起进一步浸入，当测得的功率值再次变化时，表示成端光纤(4)与水面接触，记录此时的反射功率，并读出长度标尺(5)的读数，即为水层起始位置；4)计算步骤2)和步骤3)中长度标尺(5)读数的差值，即为油水混合液中油层的厚度；其特征在于：所述步骤4)还包括计算液体介质折射率n<sub>j</sub>的操作：已知成端光纤(4)的纤芯折射率n<sub>1</sub>，入射光功率为P<sub>i</sub>，反射光功率为P<sub>r</sub>，则<maths num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><msub><mi>P</mi><mi>r</mi></msub><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub></mfrac><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>n</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>n</mi><mi>j</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>n</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>n</mi><mi>j</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>]]></math><img file="FDA0001180637010000011.GIF" wi="493" he="207" /></maths>据此可得到成端光纤(4)自由端尾端面所浸入介质的折射率n<sub>j</sub>。 |
