本申請屬于液面監測，尤其涉及一種液面監測系統。

背景技術：

1、在化學實驗以及工業生產中，需要時刻監測反應液的狀態，比如液面分層、液面成膜、液面流動、液面蒸發等，高精度的液面監測不僅能揭示化學反應的狀態，而且還能夠精確地對化工生產過程進行檢測和監督。

2、現有液面計形式多樣，主要的類型有音叉振動式、磁浮式、壓力式、超聲波、聲吶波，磁翻板、雷達等。然而，這些液面計的精度較低，難以滿足化學實驗及工業生產中液面監測的需求。

技術實現思路

1、本申請實施例提供一種液面監測系統，其能夠對待測溶液進行原位無損的高精度監測。

2、本申請實施例提供一種液面監測系統，其包括：光源，被配置為產生輸入光束；以及干涉儀，光學連接至光源，干涉儀被配置為將輸入光束分成兩個輸出光束以分別射向待測溶液和參考反射件，且使得經待測溶液和參考反射件反射的返回光束在干涉儀中匯合并發生干涉以形成干涉光譜，干涉光譜攜帶待測溶液的液面信息。干涉儀還被配置為使得各輸出光束射出干涉儀并聚焦于干涉儀的外部。

3、可選地，干涉儀包括分光器和兩個光學通路，干涉儀通過分光器光學連接至光源；分光器光學連接至各光學通路，且被配置為將輸入光束分成兩個輸出光束，并分別輸出至兩個光學通路；各光學通路被配置為將接收到的輸出光束的焦點匯聚至光學通路的末端外部，并將返回光束提供至分光器以使得兩個光學通路的返回光束在分光器中發生干涉以形成干涉光譜。

4、可選地，光學通路包括多個光線聚合件，多個光線聚合件沿輸出光束的傳播方向分布，光學通路通過多個光線聚合件對接收到的輸出光束依次進行多次聚焦，以延長光學通路的長度。

5、可選地，多個光線聚合件包括第一光線聚合件和至少一個第二光線聚合件，在輸出光束的傳播方向上，第一光線聚合件位于至少一個第二光線聚合件的上游側；第一光線聚合件被配置為將輸出光束匯聚于第一焦點，至少一個第二光線聚合件被配置為將經由第一焦點后發散的光束匯聚于至少一個第二焦點，在輸出光束的傳播方向上處于末端的第二焦點位于光學通路的外部且與光學通路的末端間隔設置。

6、可選地，第二光線聚合件包括相對設置的第一透鏡和第二透鏡，第一透鏡被配置為將發散的輸出光束匯聚為平行光束，第二透鏡被配置為將第一透鏡輸出的平行光束匯聚于第二焦點；在輸出光束的傳播方向上，處于末端的第二光線聚合件的第二透鏡的像距大于第二透鏡與光學通路的末端之間的距離。

7、可選地，光學通路還包括管體，管體的內部形成中空部，中空部軸向貫穿管體；多個光線聚合件沿管體的軸向間隔地設于中空部，在輸出光束的傳播方向上處于末端的光線聚合件的焦點位于管體軸向的外部、且與管體間隔設置。

8、可選地，光學通路被配置為使得輸出光束處在光學通路外部的焦點與光學通路的末端之間的距離可調節設置。

9、可選地，光學通路包括至少一個第二光線聚合件，第二光線聚合件包括相對設置的第一透鏡和第二透鏡，第一透鏡被配置為將發散的輸出光束匯聚為平行光束，第二透鏡被配置為將第一透鏡輸出的平行光束匯聚于第二焦點；第二透鏡被配置為沿輸出光束的傳播方向可移動設置，以調節第二焦點的位置。

10、可選地，光源為寬帶光源；且/或，光源的波段范圍為790nm～910nm；且/或，干涉儀的各光學元件的中心波長均與光源的中心波長相匹配，各光學元件的帶寬大于或等于光源的帶寬。

11、可選地，液面監測系統還包括：光譜儀，光學連接至干涉儀，且被配置為收集干涉光譜；數據處理裝置，與光譜儀連接，且被配置為根據光譜儀收集的干涉光譜攜帶的液面信息對待測溶液進行光學層析成像。

12、本申請實施例提供的液面監測系統包括光源和干涉儀，干涉儀能夠將光源產生的輸入光束分成兩個輸出光束，并分別射向待測溶液和參考反射件。經待測溶液反射后形成的返回光束、以及經參考反射件反射后形成的返回光束返回干涉儀，并在干涉儀中匯合發生干涉以形成干涉光譜，該干涉光譜攜帶待測溶液的液面信息，實現了對待測溶液進行液面監測的目的。本申請實施例可通過對光源帶寬的選擇靈活地調整空間分辨率，從而提高監測精度。并且，干涉儀能夠使得輸出光束聚焦于干涉儀的外部，在干涉儀不需要與待測溶液接觸的前提下，輸出光束的焦點即可伸入到待測溶液內部，焦點處光斑聚集，成像分辨率最高，實現了對待測溶液進行非接觸式的原位無損的高精度監測。

技術特征：

1.一種液面監測系統，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的液面監測系統，其特征在于，

3.根據權利要求2所述的液面監測系統，其特征在于，

4.根據權利要求3所述的液面監測系統，其特征在于，

5.根據權利要求4所述的液面監測系統，其特征在于，

6.根據權利要求3所述的液面監測系統，其特征在于，

7.根據權利要求2所述的液面監測系統，其特征在于，

8.根據權利要求7所述的液面監測系統，其特征在于，

9.根據權利要求1所述的液面監測系統，其特征在于，

10.根據權利要求1所述的液面監測系統，其特征在于，還包括：

技術總結
本申請公開了一種液面監測系統，其包括：光源，能夠產生輸入光束；和干涉儀，光學連接至光源，干涉儀被配置為將輸入光束分成兩個輸出光束以分別射向待測溶液和參考反射件，且使得經待測溶液和參考反射件反射的返回光束在干涉儀中匯合并發生干涉以形成干涉光譜，干涉光譜攜帶待測溶液的液面信息，實現了對待測溶液進行液面監測的目的。干涉儀還能夠使得輸出光束并聚焦于干涉儀的外部，在不需要與待測溶液接觸的前提下，輸出光束的焦點即可伸入到待測溶液內部，實現了對待測溶液進行非接觸式的原位無損的高精度監測。

技術研發人員：王紅球,何彥雄,張建紅,于思儀,王成銘,馬寒露,崔家珮,徐子強
受保護的技術使用者：北京鑒知技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28