在本論文中，在浸水監測所提出的光纖感測器，其具有鎖定和非鎖定型，是基於彎曲損耗機制。為了實現簡單，低成本和易於使用的結構，我們採用浮球式水位感測器的改良結構。所提出的感測器是非常適用於實現於準分佈式感測網路。
本設計的感測器都具有鑑別度超過3分貝以提供浸水監測，並具有穩定的鎖定特性。

In this thesis, the proposed fiber-optic sensors for water immersion monitoring, which have the latch and non-latch types, are based on bending loss mechanism. To achieve simple, low-cost and easy-to-use structures, we adopt the improved structures of float-type water level sensor. The proposed sensors are very suitable for implementing in quasi-distributed sensing networks.
The designed sensors all have the discrimination over 3 dB for offering water immersion monitoring and have the stable latching property.

目錄
第一章 緒論
1.1 前言-------------------------------------------------1
1.2 研究動機---------------------------------------------2
第二章 水位感測之技術與應用
2.1.電子式水位感測器--------------------------------------3
2.1.1洗衣機水位感測器-------------------------------------4
2.1.2水塔浮球水位感測器-----------------------------------4
2.2.馬桶水箱浮球感測器------------------------------------6
2.3光纖液位感測器-----------------------------------------8
第三章 狀態鎖定型光纖浸水感測裝置之設計及實現
3.1 前言-------------------------------------------------12
3.2 狀態可鎖定與非鎖定型光纖浸水感測簡介-------------------13
3.2.1可鎖定與非鎖定光纖浸水感測原理說明--------------------14
3.3光纖鎖定機制浸水感測器之設計與製作----------------------17
3.3.1 光功率計與光時域反射儀之介紹-------------------------17
3.3.2 光纖鎖定機制浸水感測器之設計-------------------------18
3.3.3 光纖鎖定機制浸水感測器之製作-------------------------19
3.4 理論分析與實驗結果------------------------------------21
    3.4.1實驗設置----------------------------------------21
    3.4.2理論分析--------------------------------------- 23
    3.4.3 實驗結果---------------------------------------23


第四章  結論與未來研究方向
4.1 成果與討論-------------------------------------------38
4.2 未來研究方向-----------------------------------------39
參考文獻-------------------------------------------------41


圖目錄
圖2.1 洗衣機水位開關---------------------------------------4
圖2.1.2 水塔浮球開關示意圖---------------------------------5
圖2.2.1水箱構造圖-----------------------------------------6                                                
圖2.2.2 滿水位--------------------------------------------6                                                               
圖2.2.3 拉桿拉起止水器,開始充水----------------------------7
圖2.2.4 止水器開關停止沖水,進水器繼續補水直到恢復滿水位------7
圖2.2.5 拉桿放鬆,止水器繼續打開,繼續供水,浮球因為水面下降而下沉,浸水器因而打開補水------------------------------------- 7                                                                                      
圖2.3.1 光纖液位探測器(a)Y型光纖；(b)U型光纖；(C)稜鏡耦合---9                                                                   
圖2.3.2 探測兩種液體的分界面------------------------------10
圖2.3.3 返回光強與折射率的關係----------------------------11
圖3.1.1 鴨嘴式浮球開關------------------------------------12
圖3.1.2 水平式浮球開關------------------------------------13
圖3.1.3 直立式浮球開關------------------------------------13
圖3.2.1直立型光纖浸水感測器在水位未達浸水狀態的示意圖-------15
圖3.2.2 L型光纖浸水感測在水位達浸水狀態的示意圖-------------15
圖3.2.3 U型光纖浸水感測器在水位未達浸水狀態的示意圖---------15
圖3.2.4實驗用光纖浸水感測器在水位未達浸水狀態的示意圖-------15
圖3.2.5實驗用光纖浸水感測在水位達浸水狀態的示意圖-----------15
圖3.3.1光纖浸水感測機構實體圖------------------------------18
圖3.3.2 原始浮球開關中間為不銹鋼管-------------------------19
圖3.3.3 光纖線活動限制範圍--------------------------------20
圖3.3.4 PVC塑膠墊與光纖線連接方式-------------------------20
圖3.3.5 光纖浸水機構防震實體圖----------------------------20
圖3.3.6 E型扣環------------------------------------------21
圖3.4.1實驗場地俯視圖-------------------------------------22
圖3.4.2實驗架設圖-----------------------------------------22
圖3.4.3海綿蓋俯視圖---------------------------------------23
圖3.4.4海綿蓋前視圖---------------------------------------23
圖3.4.5第一次浸水感測用OTDR監控非鎖定狀態(1)---------------26
圖3.4.5第一次浸水感測用OTDR監控非鎖定狀態(2)---------------27
圖3.4.6第二次浸水感測用OTDR監控非鎖定狀態(1)---------------28
圖3.4.6第二次浸水感測用OTDR監控非鎖定狀態(2)---------------29
圖3.4.7第三次浸水感測用OTDR監控非鎖定狀態(1)---------------30
圖3.4.7第三次浸水感測用OTDR監控非鎖定狀態(2)---------------31
圖3.4.8第一次浸水感測用OTDR監控鎖定狀態(1)-----------------32
圖3.4.8第一次浸水感測用OTDR監控鎖定狀態(2)-----------------33
圖3.4.9第二次浸水感測用OTDR監控鎖定狀態(1)-----------------34
圖3.4.9第二次浸水感測用OTDR監控鎖定狀態(2)-----------------35
圖3.4.10第三次浸水感測用OTDR監控鎖定狀態(1)----------------36
圖3.4.10第三次浸水感測用OTDR監控鎖定狀態(2)----------------37

表目錄
表3.4.1海綿蓋切線長度跟厚度關係之實驗結果(I)---------------24
表3.4.2海綿蓋切線長度跟厚度關係之實驗結果(II)--------------24
表3.4.3海綿蓋切線長度跟厚度關係之實驗結果(III)-------------25

[1] http://tc.wangchao.net.cn/baike/detail_221807.html.
[2]https://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1609021205327. 
[3] http://www.me.tnu.edu.tw/study/proj/r88/3/index.htm
[4] http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/49/pdf/080817.pdf
[5] 林宣宏、楊淳良, “光纖浸水感測器之設計及實現,” 全國電信研討會( National Symposium on Telecommunications, NST 2010), Paper ID 642, Dec. 3-4, 2010.
[6] 安毓英、曾小東，光學感測與測量，五南圖書出版股份有限公司，Mar. 2004.
[7] http://www.cashtec.com.tw/products.asp?p_class=11&sub_class=23#dd
[8] http://www.autooo.net/utf8-classid85-id75033.html
[9] http://www.directindustry.com/prod/anritsu/product-12133-536170.html
[10]http://www.corning.com/media/worldwide/coc/documents/Fiber/wp1281.pdf
[11] http://www.long-yue.com/product2.php?id=48
[12] 李慶治，”應用行動通訊於嵌入式水位監控系統”，建國科技大學，碩士論文，民國九十八年
[13] H. Renner, “Bending losses of coated single-mode fibers a simple approach,” Journal of Lightwave Technology, Vol. 10, PP. 544-551, May 1992. 
[14] R. Morgan et al., “Wavelength dependence of bending loss in monomode optical fibers effect of the fiber buffer coating,” Optics  Letters, Vol. 15, No. 17, Sep. 1990. 
[15] D. Marcuse, “Curvature loss formula for optical fibers,” Optical Society, Vol. 66, PP. 216-220, 1976.
[16] L. A. Ribeiro et al., “Fiber optic bending loss sensor for application on monitoring of embankment dams,” Microwave & Optoelectronics Conference (IMOC), 2011 SBMO/IEEE MTT-S International., pp. 637-641.
[17] S. H. Jung et al. "Water sensor using macrobending-sensitive fiber for real-time submersion monitoring", Optics Communications, PP. 105-108, 2006.
[18]陳志康,“光纖液位感測器之設計與實現”,淡江大學,碩士論文,                                                             
民國103年
[19] D.C. Dini et al., “Fiber optic bending sensor for water level monitoring: development and field test: a review,” IEEE Sensors Journal, Vol. 13, PP. 4113-4120, Nov. 2013.