差分光纤ATR传感器检测蓄电池剩余容量的方法及装置
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201010285163.0
申 请 日：20100917
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20121003
公 开 号：CN101963654B
代 理 人：张先芸
代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司 50212
摘 要：本发明公开了一种差分光纤ATR传感器检测蓄电池剩余容量的方法，首先将纤芯腐蚀，将腐蚀后的纤芯制作成光纤ATR传感器，在正极板和负极板上对称各安装一个光纤ATR传感器，光束通过进入正极板和负极板上的光纤ATR传感器后通入光电探测器，利用计算得出铅酸蓄电池剩余容量。同时还公开了一种检测铅酸蓄电池剩余容量的装置。本发明采用的光纤ATR传感器体积小，安装在电极板上，实现了平均测量；同时采用差分形式方法消除温度对待测信号的影响，提高了光纤传感器的测量准确度和精度；光纤ATR传感器由于具有体积小、耐腐蚀、成本低、远距离传感、在线测量等特点，在水质监测、医疗卫生、生物化学等领域可得到广泛的应用。
主 权 项：一种差分光纤ATR传感器检测蓄电池剩余容量的方法，其特征在于，包括下列步骤：1）采用工业酒精浸泡光纤，然后用纱布擦洗光纤，除去光纤上的包层；将除去包层后的纤芯放入含15～25%的氢氟酸的腐蚀溶液，在25～35℃下进行腐蚀，将纤芯均匀腐蚀至直径为650～750??M；2）将腐蚀后的纤芯制作成U形结构的光纤ATR传感器，在铅酸蓄电池的正极板和负极板上各安装一个光纤ATR传感器，正极板和负极板上的光纤ATR传感器成对称分布；3）光束通过入射光纤进入正极板和负极板上的光纤ATR传感器，正极板和负极板上的光纤ATR传感器输出的光束通过出射光纤输出，通过下式的修正函数计算正极板和负极板表面输出光强：正极板表面输出光能量的表达式为：???????????负极板表面输出光能量的表达式为：??????????式中：表示输入光强；表示电解液容积吸收系数；表示光源波长；，表示界面入射夹角的大小；1表示光纤ATR传感器直线段的长度；表示光纤ATR传感器弯曲段的弯曲半径；表示腐蚀后纤芯的半径；表示纤芯的折射率；表示温度为20℃时正极板表面电解液的折射率；?表示温度为20℃时负极板表面电解液的折射率；表示电解液倏逝波吸收系数；表示电解液的温度；1表示?,?其中：?????，，?其中：，；表示光束由U形结构的光纤ATR传感器的直线段纤芯进入弯曲段纤芯时，光束与分界面的垂距；表示光纤包层的折射率；4）将出射光纤进入光电探测器，光电探测器通过光电转换后，正极板上的光纤ATR传感器输出的电压为：????；负极板上的光纤ATR传感器输出的电压为：????；式中：表示光电转换系数；??5）将、经过变换后可得光纤ATR传感器输出的铅酸蓄电池剩余容量的电压：。2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE002.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE004.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE006.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE008.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE010.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE012.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE014.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE016.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE018.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE020.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE022.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE024.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE026.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE028.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE030.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE032.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE034.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE036.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE038.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE040.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE042.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE044.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE046.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE048.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE050.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE052.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE054.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE056.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE058.JPG,2010102851630100001DEST_PATH_IMAGE060.JPG
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：G01R31/36