CN207081463U - 液体传感器 - Google Patents
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Abstract
一种液体传感器，用于检测在透明管(T)中是否存在液体，该液体传感器包括：发光单元(37)，其被配置为发出检测光；光接收单元(38)，其与发光单元(37)对置，并且被配置为接收检测光；以及保持部件(20)，其设置在发光单元(37)与光接收单元(38)之间，并且包括保持管(T)的一对弹性片(51A、51B)。弹性片(51A、51B)分别具有狭缝(52)，该狭缝在与弹性片(51A、51B)的长度方向交叉并且与发光方向不同的方向上延伸。各个弹性片(51A、51B)的狭缝(52)位于发光单元(37)与光接收单元(38)之间的检测光的光轴上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液体传感器，用于光学地检测透明管中的液体的存在/不存在。
背景技术
在以上种类的传统的液体传感器中，专利文献1中公开了一种液体传感器。在该液体传感器中，在管被保持在大弧状本体内部的状态下，从发光装置向透明管发射光，并且已经穿过管的光被光接收装置接收。因为光在管中的折射方式取决于管中的液体的存在/不存在，所以能够基于由光接收装置所检测到的光的量，来光学地检测管中的液体的存在/不存在。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP-A-8-293234
实用新型内容
技术问题
顺便提及，在以上文件中公开的液体传感器中，管被保持的部分是长的，在本体与管之间趋向于形成间隙，导致难以对管施加充分的保持力的问题。
已经鉴于以上情况而做出了本实用新型，并且因此，本实用新型的目的是提供一种液体传感器，其中，能够提高保持管的能力。
解决问题的方案
根据本实用新型的方面，提供了一种液体传感器，用于检测液体是否存在于透明管中，所述液体传感器包括：发光单元，该发光单元被配置为发出检测光；光接收单元，该光接收单元与所述发光单元对置，并且被配置为接收检测光；以及保持部件，该保持部件设置在所述发光单元与所述光接收单元之间，并且包括被构造为保持所述管的一对弹性片，其中，所述一对弹性片的每个弹性片都具有狭缝，所述狭缝在与所述弹性片的长度方向交叉并且与发光方向不同的方向上延伸，并且其中，所述一对弹性片的每个弹性片的所述狭缝均位于所述发光单元与所述光接收单元之间的所述检测光的光轴上。
在所述液体传感器中，优选地，所述一对弹性片与所述检测光的所述光轴交叉，并且包括各自的末端缘部，所述管在所述末端缘部之间插入或者移除，并且所述一对弹性片的每个弹性片的所述末端缘部包括第一锥面，该第一锥面的宽度随着位置从所述一对弹性片之间的空间的外部向所述一对弹性片内部行进而逐渐减小。
在所述液体传感器中，优选地，所述一对弹性片的每个弹性片的所述末端缘部包括第二锥面，该第二锥面形成在所述末端缘部的长度方向上的两端部处，并且该第二锥面的宽度随着其位置从所述末端缘部的所述长度方向上的两端部向所述末端缘部的中心行进而逐渐减小。
在所述液体传感器中，优选地，所述一对弹性片的每个弹性片的所述狭缝都在所述检测光的所述光轴上的位置处分割对应的弹性片，并且所述保持部件包括：形成壁，该形成壁与所述一对弹性片的与所述末端缘部对置的基部连续；以及凹部，该凹部形成在所述形成壁中，并且与所述一对弹性片的所述狭缝连通。
在所述液体传感器中，优选地，所述液体传感器还包括本体外壳，所述保持部件装接到所述本体外壳，所述本体外壳包括用于将所述液体传感器装接到目标的装接部，并且所述本体外壳的材料的刚性比所述保持部件的材料的刚性高。
在所述液体传感器中，优选地，所述管被所述保持部件保持的方向与所述本体外壳装接到所述目标的方向相同。
在所述液体传感器中，优选地，所述保持部件由黑色材料制成。
实用新型的有益效果
根据本实用新型，能够提高保持管的能力。
附图说明
图1是根据实施例的液体传感器的立体图。
图2是根据实施例的液体传感器的分解立体图。
图3是盖部件的立体图。
图4是沿着图3的箭头线4-4截取的截面图。
图5是盖部件的平面图。
图6是液体传感器的截面图。
图7(a)和7(b)是液体传感器的主要部分的放大截面图；图7(a)图示出在管的内部被填充液体的情况下检测光如何折射，并且图7(b)图示出在管的内部填充空气的情况下检测光如何折射。
具体实施方式
后文中将参考附图描述根据实施例的液体传感器。
如图1所示，根据实施例的液体传感器的外部结构由本体外壳10和盖部件20构成。
例如，本体外壳10由硬树脂制成。本体外壳10具有平板部11和筒部12，该筒部12从平板部11突出。两个螺栓孔13在平板部11的厚度方向上贯通平板部11。通过将固定螺栓等(未示出)通过各个螺栓孔13插入而将本体外壳10固定到目标S这样的壁表面。
盖部件20装接到本体外壳10的筒部12的开口部。作为液体传感器的测量对象的透明管T被盖部件20的露出到液体传感器的外部的部分保持。在管T由盖部件20保持的状态下，管T的长度方向是管T的保持方向，并且目标S的要装接本体外壳10的表面所延伸的方向是装接方向。保持方向与装接方向相同。
如图2所示，用于检测管T中的液体的存在/不存在的传感器单元30被容纳在本体外壳10的筒部12内。传感器单元30具有板框架31、光投射框架32和光接收框架33。板框架31是长且窄的，并且在一个方向上延伸。光投射框架32和光接收框架33在板框架31的长度方向上的一端和另一端处，在与板框架31垂直的相同方向上直立。以这种方式构成的传感器单元30整体大致为U状。
板框架31包括：底部框架部31A，其安装有用于控制液体传感器的各种操作的电路板34；侧框架部31B，其装接到底部框架部31A，从而包围成形为近似矩形框架的电路板34；以及盖框架部31C，其闭合由底部框架部31A和侧框架部31B所包围的电路板34安装空间。盖框架部31C是长且窄的，并且在一个方向上延伸。盖框架部31C在其长度方向上的一端和另一端处形成有第一配合部35和第二配合部36。盖框架部31C的第一配合部35和第二配合部36分别与光投射框架32和光接收框架33配合。以这种方式构成的盖框架部31C还具有如下作用：在使光投射框架32和光接收框架33相对于板框架31定位的同时，将光投射框架32和光接收框架33固定至板框架31。
在传感器单元30被容纳在本体外壳10的筒部12中的状态下，盖部件20配合在本体外壳10中，从而闭合本体外壳10的筒部12的开口。在该状态下，形成在盖部件20中的插孔40和形成在本体外壳10中的插孔41彼此重合。定位销43从本体外壳10的外侧通过彼此重合的插孔40和41而插入。定位销43从上方与传感器单元30的板框架31的盖框架部31C进行接触，并且从而产生将传感器单元30定位在本体外壳10的筒部12中的容纳位置处的作用。
接着，将详细描述盖部件20的结构。
如图3所示，盖部件20是由例如黑色软树脂制成的一体模制件。盖部件20包括大致为矩形的顶板P。顶板P在其长度方向的中心处形成有槽50，该槽50从顶板P的短轴方向上的一端向另一端直线状地延伸。槽50的底表面形成有一对弹性片51A和51B，该对弹性片51A和51B弯曲为近似弧形，并且在槽50的长度方向上的整个长度上延伸。该对弹性片51A和51B具有从两侧保持管T的作用。
如图4所示，一对弹性片51A和51B的末端缘部56A和56B具有管T要通过其而插入或者移除的开口端。各个末端缘部56A和56B形成有第一锥面P1，其随着位置在从弹性片51A或51B的末端朝向基端的方向(管T插入方向)行进而逐渐变窄。即，弹性片51A和51B包括各自的末端缘部56A和56B，该末端缘部56A和56B与检测光的光轴交叉，并且管通过其而插入或者移除。弹性片51A的末端缘部56A具有倾斜表面，该倾斜表面与弹性片51B对置，并且随着位置朝着末端缘部56A的末端行进而远离弹性片51B。同样地，弹性片51B的末端缘部56B具有倾斜表面，该倾斜表面与弹性片51A对置，并且随着位置朝着末端缘部56B的末端行进而远离弹性片51A。
如图5所示，一对弹性片51A和51B的各自的末端缘部56A和56B在槽50的长度方向上的两个端部处形成有第二锥面P2，该第二锥面P2随着其位置在从槽50的长度方向上的两端朝向槽50的中心的方向上行进而逐渐变窄。即，弹性片51A的末端缘部56A具有两个倾斜表面，该两个倾斜表面形成在末端缘部56A的长度方向上的两端部处，并且随着位置朝着末端缘部56A的末端行进而彼此靠近。同样地，弹性片51B的末端缘部56B具有两个倾斜表面，该两个倾斜表面形成在末端缘部56B的长度方向上的两端部处，并且随着位置朝着末端缘部56B的末端行进而彼此靠近。
一对弹性片51A和51B在它们的长度方向的中心处分别形成有狭缝52，该狭缝52从一对弹性片51A和51B的基部朝着它们的末端的全长而延伸。狭缝52在与槽50的底表面垂直的方向上贯通一对弹性片51A和51B，并且与形成在槽50的底表面中的凹部54连通。换句话说，各个弹性片51A和51B均具有狭缝52，该狭缝52形成在发光装置37与光接收装置38之间延伸的检测光的光轴上，并且该狭缝52分割弹性片51A和51B。盖部件20具有：形成壁57，该形成壁57与一对弹性片51A和51B的与末端缘部56A和56B对置的基部连续；以及凹部54，该凹部54形成在形成壁57中，并且与一对弹性片51A和51B的狭缝52连通。
如图6所示，在盖部件20配合在本体外壳10中的状态下，发光装置37和光接收装置38在狭缝52夹置在其间的状态下互相对置。从发光装置37发出的在与狭缝52的延伸方向交叉的方向上的检测光穿过形成在盖部件20中的通道孔55A而进入槽50。在槽50中，检测光穿过形成在各个弹性片51A和51B中的狭缝52以及一对弹性片51A和51B之间的空间而前进。在经过弹性片51B之后，检测光经过形成在盖部件20中的通道孔55B，并且被光接收装置38接收。即，狭缝52位于检测光的光轴AX上，该检测光在发光装置37与光接收装置38之间延伸。
利用以上结构，如图7(a)和7(b)所示，当在透明管T被一对弹性片51A和51B保持的状态下，检测光从发光装置37发出时，被发出的检测光经过一个狭缝52到达管T的外表面，穿过(横穿)管T的内部，并且被光接收装置38所接收。
此时，如图7(a)所示，如果管T的内部填充液体L，则管T的折射率与液体L的折射率之间的差相对小。从而，由于在管T与液体L之间的界面处的折射而未到达光接收装置38的检测光SL与从发光装置37发出的检测光SL的比率相对小。
另一方面，如图7(b)所示，如果管T的内部填充有空气A(例如，气泡)，则管T的折射率与空气A的折射率之间的差相对大。从而，由于在管T与空气A之间的界面处的折射而未到达光接收装置38的检测光SL与从发光装置37发出的检测光SL的比率相对大。
考虑以上情况，在实施例中，由光接收装置38所检测到的光的量与规定的阈值比较，并且如果检测到的光的量小于规定的阈值，则判断管T的内部填充空气A。
接着，将描述根据实施例的液体传感器的操作。
一对弹性片51A和51B在其长度方向的中心处形成有狭缝52，并且从而该方向上被分割为多个部分。结果，与一对弹性片51A和51B在其长度方向上的整个长度上连续地延伸的情况相比，一对弹性片51A和51B能够更加容易地弹性变形，并且更加紧密地与管T接触。
此外，在实施例中，为了保持管T而形成的狭缝52还用作对管T中的液体的光学检测所需的检测光SL的光学路径的一部分。结果，与为了形成这样的检测光SL的光路而在一对弹性片51A和51B中新形成狭缝52或者通孔的情况相比，能够使得一对弹性片51A和51B更加牢固。
由此，实施例能够提供以下优势效果：
(1)由于盖部件20的各个弹性片51A和51B在管T的长度方向上被狭缝52分割，从而更加容易地与管T进行紧密接触，所以管T能够更加容易地配合在一对弹性片51A与51B中，并且能够增强一对弹性片51A和51B保持管T的能力。由于为了分割各个弹性片51A和51B而形成的狭缝52还用作检测光SL的光路的一部分，所以不需要新形成通孔等用以确保检测光SL的光路，并且因此能够更加容易地获得弹性片51A和51B的必需的强度。这还有助于增强保持管T的能力。
(2)一对弹性片51A和51B的管T通过其而插入或移除的末端缘部56A和56B分别形成有第一锥面P1，该第一锥面P1随着位置在从一对弹性片51A与51B之间的空间的外部朝向所述空间的内部的方向上行进而逐渐变窄。结果，管T在被第一锥面P1引导的同时，保持在一对弹性片51A与51B之间。从而，管T能够以简单地方式被盖部件20保持。
(3)一对弹性片51A和51B的各自的末端缘部56A和56B在管T的长度方向上的两个端部处形成有第二锥面P2，该第二锥面P2随着其位置在从管T的长度方向上的两端朝向中心的方向上行进而逐渐变窄。结果，在通过纵向地插入管T而使得管T被保持在一对弹性片51A与51B之间时，管T在被第二锥面P2引导的同时被保持。从而，管T能够以更加简单的方式被盖部件20保持。
(4)狭缝52在管T插入/移除方向上贯通一对弹性片51A和51B，并且凹部54形成在形成壁中，该形成壁与盖部件20的一对弹性片51A和51B连续。结果，即使检测光的一部分在经过一个狭缝52之后从光轴AX偏离，其后也在盖部件20的凹部54中散射和反射。从而，能够抑制这样的检测光错误地入射在光接收装置38上。
(5)盖部件20装接到本体外壳10，该本体外壳10具有用于将液体传感器装接到目标S的螺栓孔13，并且本体外壳10的材料的刚性比盖部件20的高。由于这样由刚性相对高的材料制成本体外壳10，所以液体传感器能够稳定地装接到目标S。
(6)管T被盖部件20保持的方向与本体外壳10装接到目标S的方向相同。结果，在例如要被液体传感器保持的管T被布设为跨越室内的壁表面的情况下，本体外壳10能够直接装接到作为本体外壳10的目标S的室内的壁表面。此外，由于在相同的方向上执行装接本体外壳10的操作和保持管T的操作，所以能够以简单的方式执行以上操作。
(7)盖部件20由黑树脂材料制成。结果，检测光SL在经过一个狭缝52之后被盖部件20散射或反射的量能够减小，并且因此，能够抑制这样的检测光SL错误入射在光接收装置38上。
能够以下面的修改方式实施以上实施例：
-在实施例中，盖部件20的材料可以具有除了黑色之外的颜色。
-在实施例中，本体外壳10装接到目标S的方向可以与管T被一对弹性片51A和51B保持的方向不同。
-在实施例中，可以省略形成在槽50的底表面中的凹部54。
-在实施例中，一对弹性片51A和51B的各自的末端缘部56A和56B可以具有端表面，该端表面的宽度遍及其在管T的长度方向上的整个长度为恒定的。
-在实施例中，一对弹性片51A和51B的各自的末端缘部56A和56B可以具有端表面，该端表面在管T的插入/移除方向上直线状地延伸。
-在实施例中，发光装置37和光接收装置38不需要总是互相对置；构造可以为：其中，检测光从发光装置37发出的方向与检测光照射在光接收装置38上的方向倾斜地交叉。
Claims (10)
1.一种液体传感器，用于检测透明管中是否存在液体，所述液体传感器包括：
发光单元，该发光单元被配置为发出检测光；
光接收单元，该光接收单元与所述发光单元对置，并且被配置为接收检测光；以及
保持部件，该保持部件设置在所述发光单元与所述光接收单元之间，并且包括被构造为保持所述管的一对弹性片，
其中，所述一对弹性片的每个弹性片均具有狭缝，所述狭缝在与所述弹性片的长度方向交叉并且与发光方向不同的方向上延伸，并且
其中，所述一对弹性片的每个弹性片的所述狭缝均位于所述发光单元与所述光接收单元之间的所述检测光的光轴上。
2.根据权利要求1所述的液体传感器，
其中，所述一对弹性片与所述检测光的光轴交叉，并且包括各自的末端缘部，所述管在所述末端缘部之间插入或者移除，并且
其中，所述一对弹性片的每个弹性片的所述末端缘部包括第一锥面，该第一锥面的宽度随着位置从所述一对弹性片之间的空间的外部向所述一对弹性片的内部行进而逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的液体传感器，
其中，所述一对弹性片的每个弹性片的所述末端缘部包括第二锥面，该第二锥面形成在所述末端缘部的长度方向上的两端部处，并且该第二锥面的宽度随着位置从所述末端缘部的长度方向上的所述两端部向所述末端缘部的中心行进而逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的液体传感器，
其中，所述一对弹性片的每个弹性片的所述狭缝均在所述检测光 的所述光轴上的位置处分割对应的所述弹性片，并且
其中，所述保持部件包括：
形成壁，该形成壁与所述一对弹性片的与所述末端缘部对置的基部连续；以及
凹部，该凹部形成在所述形成壁中，并且与所述一对弹性片的所述狭缝连通。
5.根据权利要求3所述的液体传感器，
其中，所述一对弹性片的每个弹性片的所述狭缝均在所述检测光的所述光轴上的位置处分割对应的所述弹性片，并且
其中，所述保持部件包括：
形成壁，该形成壁与所述一对弹性片的与所述末端缘部对置的基部连续；以及
凹部，该凹部形成在所述形成壁中，并且与所述一对弹性片的所述狭缝连通。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的液体传感器，还包括本体外壳，所述保持部件装接到所述本体外壳，
其中，所述本体外壳包括用于将所述液体传感器装接到目标的装接部，并且
所述本体外壳的材料的刚性比所述保持部件的材料的刚性高。
7.根据权利要求6所述的液体传感器，
其中，所述管被所述保持部件保持的方向与所述本体外壳装接到所述目标的方向相同。
8.根据权利要求1至5的任意一项所述的液体传感器，
其中，所述保持部件由黑色材料制成。
9.根据权利要求6所述的液体传感器，
其中，所述保持部件由黑色材料制成。
10.根据权利要求7所述的液体传感器，
其中，所述保持部件由黑色材料制成。
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