CN207280552U - 一种试剂瓶液面检测装置 - Google Patents

Abstract

一种试剂瓶液面检测装置，包括液位检测盒及检测单元，液位检测盒上部制有安置槽，安置槽内壁上安装有位置传感器，液位检测盒的相对两侧上分别安装有红外接收管和红外发射管，且每侧的红外接收管和红外发射管跨中对称安装；红外发射管外部连接有调制电路，红外接收管外部连接有解调电路，该液面检测装置利用光的折射原理，由原有技术中对光衰减率判定的方式，改进为本方案中能否接收到光的判定方式，且无需每次实验前或更换试剂瓶后对工况条件进行标定，大大提高了红外线检测的精度。

Description

一种试剂瓶液面检测装置

技术领域

本实用新型属于化工检测技术领域，具体涉及一种试剂瓶液面检测装置。

背景技术

当前的液(面)位检测有以下几种方式：红外线检测、超声波检测、电容检测等。但是每种检测方法都存在自身的缺陷。红外线检测法虽然成本低，但是检测准确度低，容易受自然光、容器壁的均匀程度、液体的透光性等因素影响，容易产生检测结果不准确的情况。超声波检测法虽然检测准确度高，但是成本也极高，绝大多数场合不适用。电容检测法虽然成本不高，但是安装要求高、调试难度大，安装时必须保证电极与容器壁严格贴合，贴合后不能更换容器，并且在更换液体后需再次调试，使用场合少。

特别是传统红外线检测法一般采用的是对射法，即红外发射管与红外接收管安装于检测容器(液体)两侧，通过判断红外线穿过容器(液体)后的变化来判断液面(有无液体)。

当容器中没有液体时，入射光线通过容器后，被红外接收管接收到。由于此时容器中没有液体(或液面在红外线检测截面以下)，光线通过容器的衰减很小且衰减无论有无液体均存在，所以可忽略衰减。在液面达到红外线检测截面以上时，红外线通过液体后产生衰减，此时通过判断接收到的光线强度来判断是否有液体(检测到液面)。

缺陷：

1、当更换容器(瓶)后，容器自身衰减改变，造成红外接收管接收光强度改变，此时很难判断是容器的衰减还是液体的衰减，无法判断有无液体；

2、容器颜色的更改，不同的颜色对光的衰减是不一样的，造成检测不准确；

3、液体的更换，不同的液体对光的吸收(光衰减)也是不相同；

4、在开放环境，很难避免自然光等其他光源的影响。

综上：由于上述不确定情况的存在，很难确定容器与液体的衰减的门限值，所以很难提高其检测的准确性。

通过公开专利文献的检索，发现如下两篇相关公开专利文献：

一种输液滴斗液面检测装置及方法(CN201310530673.3)公开了一种输液滴斗液面检测装置及方法，该装置包括固定外壳和设置于固定外壳内的检测电路单元，固定外壳套装于输液滴斗上；检测电路单元包括红外发射管与红外接收管，输液滴斗位于红外发射管与红外接收管之间；利用光的直线传播与折射原理，用红外探头照射液面，发出脉冲信号，并用相应的接收装置接收信号，对脉冲接收端接收的模拟信号进行采样，根据接收到的模拟信号来检测液面，从而获得抗干扰能力强、低功耗的液面检测方法。使用了误差对比及均值滤波算法，提高了采样的正确率，能对人为或其它原因导致的液面波动进行有效过滤，从而获得准确率高、能消除液面波动等功能的液面检测方法。

医用输液瓶内液面降至定位点时的监测方法(CN03131676.X)公开了一种医用输液瓶内液面降至定位点时的监测方法，其方法是利用红外线在发射和接收中对透明的瓶体和液面折射特性，经过对红外线接收管的定量角度偏移，达到自动地进行准确，快速的液面降至定点时的监测。

通过技术特征的对比，申请人认为，上述两篇公开专利文献的技术方案与本专利申请不相同。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种试剂瓶液面检测装置，该液面检测装置利用光的折射原理，由原有技术中对光衰减率判定的方式，改进为本方案中能否接收到光的判定方式，且无需每次实验前或更换试剂瓶后对工况条件进行标定，大大提高了红外线检测的精度。

一种试剂瓶液面检测装置，包括液位检测盒及检测单元，液位检测盒上部制有安置槽，安置槽内壁上安装有位置传感器，液位检测盒的相对两侧上分别安装有红外接收管和红外发射管，且每侧的红外接收管和红外发射管跨中对称安装；红外发射管外部连接有调制电路，红外接收管外部连接有解调电路。

而且，液位检测盒的两侧面上均制有接收孔及发射孔，且每侧面的发射孔及接收孔均跨中对称设置。

而且，检测单元包括红外发射管及红外接收管，红外发射管安装在发射孔内，红外接收管安装在接收孔内。

本实用新型的优点和经济效果是：

1、本实用新型利用光的折射原理，通过跨中设置的两对红外线发射管及红外线接收管，实现光路不通过试剂瓶中心，且判定方式也非原有技术中对光的衰减进行检测，本实用新型使用过程中没有液体(液面在光线以下)时，光线可由红外线发射管发出，并通过容器壁后被红外线接收管接收到，此时可判断无液；当容器内有液体(或液面在光线以上)时，由于光线在空气与液体中的折射率有明显差异，造成光线偏移至红外接收管接收范围以外，此时红外接收管接收不到任何光线，可判定容器中含有液体。该方案有效的解决了原有技术中干扰因素对红外线检测精度的影响，例如不同试剂瓶颜色、厚度，不同试剂颜色、浓度，不同实验光照条件等，原有技术中必须在每次实验开始前对实验条件进行标定，用以判定光的衰减量，而本技术方案可完全免除该繁琐工序，提高实验效率。

2、本实用新型在红外发射管端加调制电路，在接收端加解调电路，调制电路给红外发射管加了特定的频率，在接收管中通过与调制电路相匹配的解调电路来解调，从而避免了自然光和其他光源带来的干扰。

3、本实用新型采用对向设置的两组红外线接收管及红外线发射管，该方案虽然一定程度提高了成本，但是极大的提高了检测的准确性。因为容器壁具有不规则性(特别是薄厚不均的情况)，可能造成光线在通过容器壁就产生了大幅度的偏移，即使在没有液体的情况下，接收管也接收不到光线，从而产生误判的情况。进而采用两组红外线接收管及红外线发射管，光路在外部控制电路上做成“与门”电路，只有在两光路同时都接收不到光线的情况下才判断为有液体，极大的提高了检测的准确性。

4、本实用新型通过判断有无光线来检测有无液体，电路简单且可靠性高，且通过接触式的位置传感器作为两光路中红外线发射管的开关，即试剂瓶放入安置槽内可触发红外线发射管打开，不用额外操作标定或开关设备，结构简单且易操作。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2为图1的A-A截面剖视图；

图3为本实用新型无液状态光路示意图；

图4为本实用新型有液状态光路示意图。

图中：1-解调电路；2-液位检测盒；3-安置槽；4-调制电路；5-红外发射管；6-位移传感器；7-红外接收管；8-发射孔；9-接收孔。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种试剂瓶液面检测装置，包括液位检测盒2及检测单元，液位检测盒上部制有安置槽3，安置槽内壁上安装有位置传感器6，液位检测盒的相对两侧上分别安装有红外接收管7和红外发射管5，且每侧的红外接收管和红外发射管跨中对称安装；红外发射管外部连接有调制电路4，红外接收管外部连接有解调电路1。

液位检测盒的两侧面上均制有接收孔9及发射孔8，且每侧面的发射孔及接收孔均跨中对称设置。

检测单元包括红外发射管及红外接收管，红外发射管安装在发射孔内，红外接收管安装在接收孔内。

为更清楚地描述本实用新型的具体使用方式，下面提供一种实例：

本实用新型使用前仅需将试剂瓶放入安置槽内，由试剂瓶瓶身挤压位置传感器，由位置传感器外部PLC控制器输出打开信号，进而由外部PLC控制器控制开启两红外发射管，与红外发射管相对应的红外发射管接收到光信号后，向外部PLC控制器输出无液信号；实验完毕后仅需将试剂瓶从安置槽内取出，位置传感器输出关闭信号，由外部PLC控制器控制红外发射管自动关闭。

本实用新型利用光的折射原理，通过跨中设置的两对红外线发射管及红外线接收管，实现利用红外接收管能否接收到光线判定试剂瓶中是否有液体，具体使用方式为：

1、没有液体(液面在光线以下)时，光线可由红外线发射管发出，并通过容器壁后被红外线接收管接收到，此时可判断试剂瓶内无液；

2、当容器内有液体(或液面在光线以上)时，由于光线在空气与液体中的折射率有明显差异，造成光线偏移至红外接收管接收范围以外，此时红外接收管接收不到任何光线，可判定试剂瓶内含有液体。

该方案有效的解决了原有技术中干扰因素对红外线检测精度的影响，例如不同试剂瓶颜色、厚度，不同试剂颜色、浓度，不同实验光照条件等，原有技术中必须在每次实验开始前对实验条件进行标定，用以判定光的衰减量，而本技术方案可完全免除该繁琐工序，提高实验效率。

另外在液位检测盒两侧对向设置了两组红外线接收管及红外线发射管(如图4所示)，该方案虽然一定程度提高了成本，但是极大的提高了检测的准确性。因为容器壁具有不规则性(特别是薄厚不均的情况)，可能造成光线在通过容器壁就产生了大幅度的偏移，即使在没有液体的情况下，接收管也接收不到光线，从而产生误判的情况。进而采用两组红外线接收管及红外线发射管，光路在外部控制电路上做成“与门”电路，只有在两光路同时都接收不到光线的情况下才判断为有液体，极大的提高了检测的准确性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种试剂瓶液面检测装置，其特征在于：包括液位检测盒及检测单元，所述液位检测盒上部制有安置槽，安置槽内壁上安装有位置传感器，液位检测盒的相对两侧上分别安装有红外接收管和红外发射管，且每侧的红外接收管和红外发射管跨中对称安装；所述红外发射管外部连接有调制电路，红外接收管外部连接有解调电路。

2.根据权利要求1所述的一种试剂瓶液面检测装置，其特征在于：所述液位检测盒的两侧面上均制有接收孔及发射孔，且每侧面的发射孔及接收孔均跨中对称设置。

3.根据权利要求2所述的一种试剂瓶液面检测装置，其特征在于：所述检测单元包括红外发射管及红外接收管，红外发射管安装在发射孔内，红外接收管安装在接收孔内。