CN203443635U - 表贴型光电液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种表贴型光电液位传感器，其包括：发光二极管；接收管用于接收发光二极管发射的光线，且接收管与发光二极管隔离以避免发光二极管发射的光线直接照射至接收管；电路板与发光二极管和接收管连接，用于控制发光二极管和接收管并根据接收管接收光线的强弱输出相应的电平；壳体，用于收纳发光二极管、接收管和电路板；设置于壳体的外表面上的由透明材质构成且呈倒置V字形的凸部，凸部的表面形成第一反射镜面和第二反射镜面；第一反射镜面将来自于发光二级管所发射的光线向第二反射镜面反射；第二反射镜面将第一反射镜面反射来的光线向接收管加以反射。本实用新型控制精度高；结构紧凑，体积小；安装空间狭小；低成本。

Description

表贴型光电液位传感器

技术领域

本实用新型涉及液位传感器技术领域，特别涉及一种表贴型光电液位传感器。

背景技术

液位传感器是一种测量液位高度的传感器，广泛应用具有液体介质并需要测量其液位的各个领域。目前，应用较多的液位传感器有浮子式液位开关、光电液位传感器等。

其中，浮子式液位开关的工作原理是：浮子浸于液体中产生向上的浮力，浮力推动杠杆或直接推动磁铁，从而使内部的干簧管吸合或断开。应用表明，浮子式液位开关存在多项缺点，例如，存在机械运动，有摩擦，寿命短；浮子必须浸于液体中，因此，要求液体有一定的深度和面积，体积大，安装不方便；浮子式液位开关只能上置或下置安装，不可以倾斜、侧向安装，局限性大。

而光电液位传感器由于结构设计原因，大多存在如下缺点：体积大；制造成本高；安装不方便。其他的比如光纤液位传感器、超声波液位传感器等，由于电路系统复杂，制造成本很高，很少在家电等低成本领域使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种表贴型光电液位传感器，以解决现有技术存在的体积大、或结构复杂、或成本高、或使用不灵活等问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种表贴型光电液位传感器，其技术方案如下：

一种表贴型光电液位传感器，其包括：发光二极管，用于发射光线；接收管，用于接收所述发光二极管发射的光线，且所述接收管与所述发光二极管隔离以避免所述发光二极管发射的光线直接照射至所述接收管；电路板，与所述发光二极管和所述接收管连接，用于控制所述发光二极管和接收管并根据所述接收管接收光线的强弱输出相应的电平；壳体，用于收纳所述发光二极管、所述接收管和所述电路板；设置于所述壳体的外表面上的由透明材质构成且呈倒置V字形的凸部，所述凸部的倒置V字形表面形成第一反射镜面和第二反射镜面；所述第一反射镜面，将来自于所述发光二级管所发射的光线向所述第二反射镜面反射；所述第二反射镜面，将所述第一反射镜面反射来的光线向所述接收管加以反射。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述发光二极管为红外二极管。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，还包括：隔离件，位于所述发光二极管和所述接收管之间，用于避免所述发光二极管发射的光线直接照射至所述接收管。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述壳体的材质为透明材质；在所述壳体的内表面上对应所述凸部的位置设置有凹部，所述隔离件向着所述凸部凸起的方向延伸以伸入所述凹部内。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述凸部与所述壳体一体成型。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述第一反射镜面和所述第二反射镜面的夹角为直角。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述第一反射镜面与所述发光二极管的轴线呈45°夹角，所述第二反射镜面与所述接收管的轴线呈45°夹角。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述发光二极管和接收管分别为微型贴片发射管和微型贴片接收管，并且所述发光二极管和所述接收管直接固定于所述电路板上。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，还包括：磁铁，固定于所述壳体上，用于吸附在液体容器壁上。

优选地，在所述表贴型光电液位传感器中，所述磁铁位于所述电路板下方，所述磁铁通过灌封胶固定于所述壳体中。

通过分析可知，本实用新型具有多种优点，例如，控制精度高；重复检测精度高，产品一致性好；结构紧凑，体积小；安装空间狭小；无机械部件，无摩擦，可靠性高，寿命长；低成本；适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例的横向剖面结构示意图；

图3为本实用新型优选实施例的纵向剖面结构（主体部分）示意图；

图4为本实用新型优选实施例的上置安装结构示意图；

图5为本实用新型优选实施例的下置安装结构示意图；

图6为本实用新型优选实施例的侧置安装结构示意图；

图7-图8为本实用新型优选实施例的斜置安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型优选实施例主要包括壳体1、位于壳体1外表面上的凸部以及位于壳体1中的电路板2、发光二极管31、接收管32、磁铁4、灌封胶5。该凸部由透明材质构成且呈倒置的V字形，倒置的V字形表面形成第一反射镜面11和第二反射镜面12。电路板2的引出线6自壳体1的一侧伸出，并且优选地，引出线6采用三芯引出线。

其中，发光二极管31用于发射光线。接收管32位于发光二极管31的一侧，用于接收发光二极管31发射的光线，且其与发光二极管31隔离以避免发光二极管31发射的光线直接照射至接收管32。电路板2与发光二极管31和接收管32连接，用于控制发光二极管31和接收管32，并根据接收管32接收光线的强弱输出相应的电平，以使上层的处理器根据该电平判断液位的高低。优选地，发光二极管31和接收管32位于电路板2的同一侧。第一反射镜面11和第二反射镜面12的材质均为透明材质，分别倾斜地位于发光二极管31、接收管32上方，且相对，以便于反射光线。形成的光线测试主回路为：发光二极管→第一反射镜面→第二反射镜面→接收管，即发光二极管31发射的光线经第一反射镜面11的反射后射向第二反射镜面12，再经第二反射镜面12的反射后射到接收管32，被接收管32接收。第一反射镜面11和第二反射镜面12位于壳体1的外表面以利于伸入液体90中，如图4-图8所示。

第一反射镜面11与壳体的表面（发光二极管抵接的壳体表面）之间优选有第一透明材质，该第一透明材质与第一反射镜面11的材质相同；第二发射镜面12与壳体的表面（接收管抵接的壳体表面）之间优选有第二透明材质，该第二透明材质与第二反射镜面12的材质相同。第一反射镜面11材质、第一透明材质、第二反射镜面12材质和第二透明材质相同，优选为PC（Polycarbonate，聚碳酸酯）、AS（Acrylonitrile-styrene copolymer，丙烯腈一苯乙烯共聚物）或者环氧树脂。发光二级管抵接的壳体表面和接收管抵接的壳体表面的材质均为透明材质。

优选地，发光二极管31为红外二极管，相应地，接收管32为红外接收管。

为了便于隔离发光二极管31和接收管32，本优选实施例还包括隔离件30，其基本为一板状结构，黑色不透光材料，位于发光二极管31和接收管32之间，用于避免发光二极管31发射的光线直接照射至接收管32。更优选地，隔离件30的截面呈平头的箭头形状，下端固定于电路板2上，箭头端指向第一反射镜面11、第二反射镜面12的交界线，换句话说，在壳体1的内表上对应凸部的位置设置有凹部（凹部与凸部在壳体1的同一侧且轴线相同），隔离件30向着凸部凸起（凹部凹进）的方向延伸以伸入凹部内。

优选地，壳体1为透明材质，例如PC、AS或环氧树脂，抗腐蚀，耐酸碱；用于整体安装、封固和镜面反射之用。优选地，凸部与壳体1一体成型。并且，发光二极管31、接收管32分别紧密地抵顶于第一反射镜面11和第二反射镜面12下方的壳体部位，使发光二极管31发射的光线直接垂直射入壳体1中。

为使本优选实施例的灵敏度更高，更利于光线的传输，优选第一反射镜面11的上边缘和第二反射镜面12的上边缘对接以形成∧形，也就是倒置的∨形，且第一反射镜面11和第二反射镜面12的夹角为直角。第一反射镜面11与发光二极管31的轴线呈45°夹角，第二反射镜面12与接收管32的轴线呈45°夹角。

为了进一步缩小体积，本优选实施例选用微型贴片接收管和微型贴片发射管，并将二者直接固定于电路板2上，0603或0805封装。

为了便于将本优选实施例固定于液体容器的侧壁上，本优选实施例还包括磁铁4，其通过灌封胶5固定于壳体1中，并位于电路板2下方。磁铁4被灌封胶5封固在壳体1内，可将本优选实施例吸附在铁磁性材料的液体容器内壁，安装使用非常方便；如果容器壁是非铁磁质材料，则需要在容器壁外部对应处，增加一块同样的磁铁，使其和容器壁内部的磁铁相吸，从而夹持住容器壁，达到固定本优选实施例的目的。

图4-图8示出了本优选实施例的不同安装方式，由图可知，本优选实施例10可以上置、下置、侧置、斜置地固定于容纳液体90的容器9的内壁上，两反射镜面向液体90中延伸。

如周知，光线在两种不同介质分界面传播时，将在分界面产生折射光和反射光，介质不同，折射光和反射光的光通量会发生明显变化。根据这一原理，本优选实施例具有互成一定角度，例如90°，的第一反射镜面11、第二反射镜面12，壳体1内置发光二极管31和接收管32，使用隔离件30阻断发光二极管31和接收管32之间的直射光，使发射出的红外光线经过两次反射，到达接收管32，接收管32根据收到的光通量的大小，输出高低不同的信号电平。

具体而言，当本优选实施例的第一反射镜面11、第二反射镜面12置于空气中时，红外光线反射率高，大多数红外光线通过两次反射到达接收管32，接收管32呈现低阻态，电路板2的输出端输出高电平，通过合适的电路参数配置，可以使输出端输出接近于电源电压的高电平；当本优选实施例的第一反射镜面11、第二反射镜面12置于液体中时，发光二极管31发射的大部分红外光在两反射镜面和液体90的接触面上发生折射，进入液体90中。经过两次折射后，只有很少量的红外光能够到达接收管，接收管呈高阻态，电路板2的输出端输出低电平，通过合理的电参数配置，可以使输出电平降低到0.1V以下。

由上可知，本优选实施例头部的反射面部分，在空气中时电路输出高电平，在液体中时，电路输出低电平；在使用中，正确的安装就可以很准确的检测液位高低。

综上，本实用新型能够实现以下优点：

控制精度高。

重复检测精度高，产品一致性好。

结构紧凑，体积小。

安装空间狭小，可多角度安装。

无机械部件，无摩擦，可靠性高，寿命长。

PC外壳，抗震动、耐油、耐水、耐酸碱。

TTL电平输出与微处理器兼容。

环氧树脂封装，带电体与液体完全隔离，无安全隐患。

低成本。

适用范围广，适用于加湿器、饮水机、咖啡机、洗衣机、洗碗机、热水器、电热壶、电饭煲、冷气扇、蒸汽发生器、自动饮料机等各种电器；以及适用于家用电器、净水/污水处理、石油化工、燃料、机械、造纸、印刷、食品、饮料、医疗等行业的油性溶液、水性溶液、酒类、饮料类等各类介质。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种表贴型光电液位传感器，其特征在于，包括：

发光二极管，用于发射光线；

接收管，用于接收所述发光二极管发射的光线，且所述接收管与所述发光二极管隔离以避免所述发光二极管发射的光线直接照射至所述接收管；

电路板，与所述发光二极管和所述接收管连接，用于控制所述发光二极管和所述接收管并根据所述接收管接收光线的强弱输出相应的电平；

壳体，用于收纳所述发光二极管、所述接收管和所述电路板；

设置于所述壳体的外表面上的由透明材质构成且呈倒置V字形的凸部，所述凸部的倒置V字形表面形成第一反射镜面和第二反射镜面；

所述第一反射镜面，将来自于所述发光二级管所发射的光线向所述第二反射镜面反射；

所述第二反射镜面，将所述第一反射镜面反射来的光线向所述接收管加以反射。

2.根据权利要求1所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述发光二极管为红外二极管。

3.根据权利要求1所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，还包括：

隔离件，位于所述发光二极管和所述接收管之间，用于避免所述发光二极管发射的光线直接照射至所述接收管。

4.根据权利要求3所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述壳体的材质为透明材质；

在所述壳体的内表面上对应所述凸部的位置设置有凹部，所述隔离件向着所述凸部凸起的方向延伸以伸入所述凹部内。

5.根据权利要求4所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述凸部与所述壳体一体成型。

6.根据权利要求1所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述第一反射镜面和所述第二反射镜面的夹角为直角。

7.根据权利要求1所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述第一反射镜面与所述发光二极管的轴线呈45°夹角，所述第二反射镜面与所述接收管的轴线呈45°夹角。

8.根据权利要求1所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述发光二极管和所述接收管分别为微型贴片发射管和微型贴片接收管，并且所述发光二极管和所述接收管直接固定于所述电路板上。

9.根据权利要求1所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，还包括：

磁铁，固定于所述壳体上，用于吸附在液体容器壁上。

10.根据权利要求9所述的表贴型光电液位传感器，其特征在于，所述磁铁位于所述电路板下方，所述磁铁通过灌封胶固定于所述壳体中。

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