CN2064058U - 光液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于传感器，尤其是用于液体表面位置控制的光液位传感器。该传感器由探测系统、信号传送系统、放大系统等三部分结合成一个整体制成，该传感器可以勿需考虑环境中光、电的影响，可以探测各种深度的液体表面位置，既适用于一般性低粘度液体，也适用于遇电有爆炸性、有腐蚀性的低粘度液体，既适用于常温，也适用于高温液体介质。

Description

本实用新型是关于传感器，尤其是用于液体表面位置探测、控制的光液位传感器。

在已有技术中，对液体表面位置的探测，有的采用浮子式液位传感器，有的采用电接点式液位传感器，有的采用激光液位传感器，有的采用超声界面液位传感器，在日本也有的采用光液位传感器。对于浮子式液位传感器，由于具有相对运动部件，而容易发生机械故障，并且安装、调试都较为复杂；对于电接点式液位传感器，由于它是利用被测介质的导电性能来探测液位，所以只局限于具有导电性能的液体介质，而且与被则介质有直接的电接触，不适于具有易燃、易爆性的液体介质的液位探测；对于激光液位传感器，由于结构复杂、安装调试复杂、成本高、激光管的寿命不长，在使用上受到限制；对于超声界面液位传感器，由于它是利用被测液体介质表面对超声波的反射来探测液位的，容易受到外部因素的影响，对外界环境要求较高，对于日本采用的光液位传感器，首先由于探测棒最大长度仅为500毫米，因而不适于被测液体表面位置较深的场合；第二，由于这种光液位传感器的光路是通过探测棒的内表面多次全反射后作用于液体表面，然后再由探测棒的内表面多次反射后到达光信号接收转换装置的，这种光路对探测棒的刚性要求较高；第三，由于探测棒直径小，在探测长度增大时，探测棒易产生弹性变形，从而使探测器输出的信号变化，影响仪器的稳定性；第四，这种光液位传感器的探测玻璃棒外无保护管，在实际使用中很容易损坏；第五，这种光液位传感器的探测棒、探示器，放大器是分体式的，安装使用均不方便，同时由于探测棒和探示器与放大器之间系用导线连接，导线所传输微弱信号易受外界信号干扰，并使传输距离小于10米。

本实用新型的任务是提供一种用于探测液体表面位置的光液位传感器。采用该传感器探测液体表面位置时，可以不受外界环境中光、电的影响，可以探测各种深度的液体表面位置，可以直接带动交流、直流负载。这种传感器既适用于一般性低粘度液体，也适用于具有腐蚀性，遇电有爆炸性的低粘度液体。

本实用新型提供的这种传感器的原理是利用光线在光密介质和光疏介质中的折射率不同而探测液体表面位置的。液体未到时，光发射管发出的光束经液位探测棒的前端锥面发生全内反射，然后经锥面的另一侧再次发生全内反射而被光电接收管接收，该信号是液位未到信号；液位与液位探测棒的锥面接触后，锥面外由原来的光疏物质变成光密物质，这时锥面内的入射光折射进入被测介质，而不能全反射被光电接收管接收，这时光电接收管的输出信号是液位到信号。

本实用新型提供的这种传感器由探测系统，信号传送系统，放大系统等三部分组成。探测系统包括液位探测棒、保护管、光发射管、光电接收管。信号传送系统由全密封的、电屏蔽的、长度可调的信号传送电缆组成。放大系统包括信号发射、信号检测、放大、液位判断、延时调节、驱动输出、显示等部分。组成本实用新型的各部分是结合成一个整体的。

本实用新型提供的这种传感器的优点是：由于使用了长度可调的保护管和长度可调的信号传送电缆，可以用同一台光液位传感器探测各种深度的液体表面位置，并可克服环境中光、电的影响，这种传感器安装调整简单、寿命长、机械强度高、安装方式多样，结构紧凑、体积小、成本低，能够适用于探测高温液体介质和具有腐蚀性、遇电有爆炸危险性的液体介质的液体；这种传感器，可以直接带动直流、交流负载，还可与外电路构成控制系统。

附图1是本实用新型提供的这种传感器的结构示意图；附图2是本实用新型提供的这种传感器的实施例图。

附图1是本实用新型提供的这种传感器的结构示意图。其中保护管（1）、探测棒（2）、密封层（3）、光电接收管（4）、光发射管（5）、信号传送电缆（6）、放大系统（7）、电源和输出电缆（8）。保护管（1）由金属材料、也可由非金属材料制成，在同一台传感器中，保护管（1）是由一根，或二根以上的同质材料，或者不同质材料制成的圆管通过法兰，或者螺纹连接而成，这样使得保护管（1）的长度可以调整；探测棒（2）由玻璃或者对光有较高透过率的材料制成；密封层（3）用于隔离被测液体与传感器的电器系统，同时定位探测棒（2）；光电接收管（4）对经探测棒（2）锥面反射回来的光信号转换为电信号；光发射管（5）发射光束；信号传送电缆（6）将激励信号传到光发射管（5），并将光电接收管（4）转换出来的电信号送至放大系统（7）进行处理；放大系统（7）由信号发射、信号检测、放大、液位判断、延时调节、驱动输出、显示等单元电路组成；电源和输出电缆（8）将经放大系统（7）处理的液位信号输出，可以用以直接带动负载，也可与外电路组成控制系统。保护管（1）与放大系统（7）的外壳相连接，探测棒（2）通过密封层（3）固定在保护管（1）的下端，光发射管（5）和光电接收管（4）安装在探测棒（2）的上端。

附图2是本实用新型提供的这种传感器的实施例图。其中探测棒（2）、电源和输出电缆（8）、液体输送管（15）、液体（16）、液体源（17）、电磁阀（18）、固定件（19）。

本实用新型提供的这种传感器的一种工作过程如附图2所示。将传感器与待测液体调整好适当的位置，并用固定件（19）固定，然后接通传感器电源，并将传感器的电源和输出电缆（8）与电磁阀（18）相接，设定好放大系统（7）中的延时时间。当液位未到时，由传感器输出的电信号使电磁阀（18）打开，开始添加液体；当液位到达探测棒（2）的锥面时，并经过预先设定的延时时间后，由传感器输出的电信号使电磁阀（18）关闭，停止添加液体；当液位降低至探测棒（2）的锥面以下时，电磁阀（18）打开，重新开始供给液体。这样反复不断，便能使液体的表面位置保持在一定范围的高度。

本实用新型提供的这种光液位传感器，既可以单台使用，也可以由二台或二台以上的光液位传感器同时使用组成多液位控制系统。

Claims (3)

1、一种传感器，尤其是用于探测、控制液体表面位置的光液位传感器，由控测系统、信号传送系统、放大系统组成，其特征是具有长度可变的保护管(1)。

2、一种如权利要求1所述的传感器，其特征是具有长度可变的、屏蔽的信号传送电缆（6）。

3、一种如权利要求1和2所述的传感器，其特征是具有整体结构。

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