CN109959428A - 一种光电水位开关 - Google Patents
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Abstract
一种光电水位开关。本发明解决了现有液位开关工作温度压力较低，不能满足高温高压设备水位监控的问题。本发明的钢管前端连接浮子罩，浮子罩内有一浮子，钢管的末端连接金属盒，盒内的绝缘板上安装发光二极管和光电池，发光二极管发出的光通过第一光纤发出的光束，照射在浮子上，浮子反射的光，通过第二光纤照射在光电池上，水位高时，浮子上升，浮子反射的光通过第二光纤照射在光电池上，光电池产生较大光电流，水位低时，浮子下降，浮子不能反射第一光纤发出的光束，光电池产生的光电流很小，光电流的变化决定水位报警开关信号，本发明适用于发电厂核电厂高温高压设备水位监控，具有结构简单紧凑，灵敏可靠，生产成本低，使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种液位开关，具体是一种光电水位开关。
背景技术
工业生产过程中需要测量水位的设备较多，有些设备不需要仪表连续测量水位，要求水位保持在规定范围内，水位超过允许值，要及时发出报警信号，防止发生事故。
现有的液位开关工作温度、压力较低，不能满足高温高压设备水位监控。超声波LVU-A700系列液位开关，最高工作温度70℃，最高工作压力0.6MPa。连杆浮球液位开关UQK-80系列，工作温度-30℃～160℃，工作压力2.5MPa。电容液位开关SZ88系列，工作温度-25℃～180℃，工作压力0.1～4MPa。电极式液位开关工作温度-20℃～220℃，工作压力1MPa。美国HT-TOUCH型音叉液位开关HF系列工作温度-30℃～150℃，工作压力小于2MPa。
发电厂核电厂的加热器，汽压1～6MPa，温度250℃以上，现有的液位开关不能满足要求。至今发电厂采用电接点传感器和配套的仪表监控高温高压设备的水位，系统比较复杂，结构不紧凑，造价高，可靠性差。发电厂核电厂热力设备水位监控的可靠性要求较高，防止发生重大事故。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构简单紧凑、工作可靠的高温高压水位开关，满足发电厂核电厂等企业高温高压设备水位监控的需求。
本发明的技术方案是：光电水位开关的钢管前端焊接一钢圆盘，钢圆盘有外螺纹和浮子罩连接，浮子罩内有一半圆柱形空心浮子，钢圆盘有两个光纤插入孔，钢管末端连接金属盒，金属盒内装有两个绝缘板，前绝缘板上安装发光二极管和光电池，发光二极管封闭在第一金属罩内，光电池封闭在第二金属罩内，外壳内有两根光纤，第一光纤的前端插入钢圆盘的第一光纤插入孔，末端插入第一金属罩前端面的光纤插入孔，第二光纤的前端插入钢圆盘的第二光纤插入孔，末端插入第二金属罩前端面的光纤插入孔，光纤与孔壁用耐高温强力胶粘结，后绝缘板上安装直流稳压电源、报警电路的元件、输出信号的接线端子，金属盒后端有盒盖，钢管中部焊接法兰与监控水位设备连接。
本发明与现有技术比较具有以下效果：1.现有的液位开关工作温度低于220℃，工作压力小于4MPa，不适用高温高压设备水位监控，本发明的光电水位开关，工作温度400℃，工作压力10MPa，能够满足发电厂核电厂等企业，高温高压设备水位监控。2.现有的电接点水位传感器，不能提供报警信号，要有配套的仪表，输出报警信号，系统复杂，结构不紧凑，造价高，本发明光电水位开关，不用配仪表输出报警开关信号。3.本发明结构简单紧凑，容易制造，生产成本低，安装方便，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明主剖视图
图2是浮子主剖视图
图3是图2中A-A剖面图
图4是高水位报警电路图
图5是图4中继电器接点线路图
图6是低水位报警电路图
图7是直流稳压电源电路图
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的光电水位开关由钢管1、浮子2、浮子罩3、金属盒4、前绝缘板5、后绝缘板6、发光二极管7、第一金属罩8、光电池9、第二金属罩10、端盖11、第一光纤12、第二光纤13、第一对接线端子14、第二对接线端子15、第三对接线端子16、法兰17组成；
钢管1的前端焊接钢圆盘1-1，钢圆盘有外螺纹与浮子罩3连接，浮子罩是前端封闭的一段钢筒，浮子罩的上面和下面管壁各有两个孔，四孔均匀对称分布，浮子罩内装入浮子2，浮子用铝或其他金属材料制作，端面做抛光处理，浮子是空心半圆柱体，如此设计，重量轻，耐高压，浮子的下壁面中心位置连接一个限位导向的四方螺钉2-1，四方螺钉穿过浮子罩的方孔，方孔和螺钉有0.5mm的间隙，钢管末端与金属盒4螺纹连接，金属盒内用螺钉和绝缘垫4-1固定前绝缘板5和后绝缘板6、前绝缘板上安装发光二极管7和光电池9，发光二极管封闭在第一金属罩8内，光电池封闭在第二金属罩10内，第一金属罩和第二金属罩用螺钉与前绝缘板连接，钢管内有两根光纤，第一光纤12的前端插入外壳前端钢圆盘的第一光纤插入孔，第一光纤末端插入第一金属罩前端面的光纤插入孔，第二光纤13的前端插入钢圆盘的第二光纤插入孔，第二光纤末端插入第二金属罩前端面的光纤插入孔，光纤与插入孔壁用耐高温强力胶粘结，后绝缘板6上安装水位报警电路元件，电源组件、接线端子14接电源，接线端子15和端子16输出报警电路的开关信号，钢管1焊接法兰17，法兰与监控水位设备密封连接。
具体实施方式二：结合图1图4图6图7说明本实施方式，本实施方式第一光纤12和第二光纤13直径6mm，发光二极管7采用3瓦超高亮发白光的发光二极管，有直流稳压电源供电，光电池9选用硅光电池ZCR42型，继电器J选用小型通用继电器HK23F型。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式第一金属罩8和第二金属罩10用铜或铝材料制作，散热效果好，金属罩与前绝缘板5用螺钉连接。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式前绝缘板5和后绝缘板6用电工树脂板制作。
本发明光电水位开关的工作原理：
水位升高报警工作过程：图4是高水位报警电路，图中电源是光电池，继电器J有一对常开接点接第二对端子15，一对常闭接点接第三对端子16，水位较低时，浮子初始位置低，第一光纤发出的光束，不能被浮子端面反射，第二光纤不能接收浮子反射的光，光电池的光电流很小，报警电路中G1截止，G2导通，端子15输出电路闭合信号，端子16输出电路断开信号。水位超过规定值时，浮子上升，第一光纤发出的光束，照射在浮子的端面上，浮子端面反射的光进入第二光纤，光电池产生较大的光电流，晶体管G1导通，G2截止，端子15输出电路断开信号，端子16输出电路闭合信号。
水位降低报警工作过程：图6是低水位报警电路，水位较高时，浮子初始位置高，第一光纤发出的光束，被浮子端面反射，第二光纤接收的光，照射在光电池上，光电池产生较大光电流，晶体管G1导通，端子15接继电器的常开接点正常水位输出电路闭合信号，端子16接继电器的常闭接点，高水位输出电路断开信号，水位下降超过规定值时，浮子下移，第一光纤发出的光束，不能被浮子端面反射，第二光纤不能接收浮子端面反射的光，光电池的电流很小，晶体管G1截止，端子15输出电路断开信号，端子16输出电路闭合信号。
Claims (3)
1.一种光电水位开关，其特征在于：光电水位开关有钢管(1)、浮子(2)、浮子罩(3)、金属盒(4)、前绝缘板(5)、后绝缘板(6)、发光二极管(7)、第一金属罩(8)光电池(9)、第二金属罩(10)、盒盖(11)、第一光纤(12)、第二光纤(13)、第一对接线端子(14)、第二对接线端子(15)、第三对接线端子(16)、法兰(17)组成。钢管(1)的前端焊接钢圆盘(1-1)，钢圆盘有外螺纹与浮子罩(3)连接，浮子罩是前端封闭的钢制圆筒，浮子罩上面和下面管壁各开两个孔，四孔均匀对称分布，浮子罩内装入浮子(2)，浮子是空心半圆柱体，浮子用金属材料制作，端面做抛光处理，浮子的下面中心位置连接一限位导向方形螺钉(2-1)，螺钉穿过浮子罩下面的一个方孔，钢管(1)的末端与金属盒(4)螺纹连接，金属盒内有螺钉和绝缘垫(4-1)固定前绝缘板(5)和后绝缘板(6)，金属盒后端有盒盖(11)，发光二极管(7)和光电池(9)安装在前绝缘板上。发光二极管封闭在第一金属罩(8)内，光电池封闭在第二金属罩(10)内，金属罩用螺钉固定在前绝缘板上，钢管内有两根光纤，第一光纤(12)的前端插入钢管(1)前端钢圆盘的第一光纤插入孔，第一光纤的末端插入第一金属罩前端面的光纤插入孔，第二光纤(13)的前端插入钢圆盘的第二光纤插入孔，第二光纤的末端插入第二金属罩前端面的光纤插入孔，光纤与插入孔壁用耐高温强力胶粘结，后绝缘板(6)上安装水位报警电路元件，电源组件，第一对端子(14)，第二对端子(15)，第三对端子(16)，钢管(1)中部焊接法兰(17)。
2.根据权利要求1所述的一种光电水位开关，其特征在于：第一金属罩(8)和第二金属罩(10)用铜或铝材料制作。
3.根据权利要求1所述的一种光电水位开关，其特征在于：前绝缘板(5)和后绝缘板(6)用电工树脂板制作。
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