CN208606859U - 一种光电液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电液位传感器，包括光锥、设置于光锥后方的光发射接收模块和与光发射接收模块连接用于将接收到的光信号转换为电信号并输出的信号处理电路；光发射接收模块为包括红外发射单元和红外接收单元的红外对管，且红外接收单元能够获取接收的光线强度。应用该光电液位传感器，将其安装于加油站人孔井、防渗池或油罐车油罐等需要渗漏检测的位置，当锥头接触液体或被液体浸没时，由于液体和锥头的折射率关系，光线将大部分折射到液体中，只有极少量光线会全反射回红外接收单元中。同时，由于红外接收单元能够获取接收的光线强度，因而根据全反射回来的光线强度，信号处理电路处理后对应输出不同的信号，以表示对应油品或水。

Description

一种光电液位传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更具体地说，涉及一种光电液位传感器。

背景技术

加油站人孔井、防渗池、油罐车油罐等环境中，需要有传感器监测是否有液体出现，如有雨水、地下水渗漏，甚至是油品渗漏等等。当前现有的解决方案主要采用浮子式液位传感器和普通光电式干湿传感器。浮子式顾名思义，当有液体出现时，浮子会浮起使关联的电子元器件动作产生报警信号；普通光电式干湿传感器则利用液体和空气中的折射率差异来产生报警信号。

然而，浮子式液位传感器当有液体时，液体需要积累到一定量产生足够的浮力才能使浮子动作，因此存在检测盲区，当有液体产生时无法及时报警；现有光电式干湿传感器则只能检测到是否有液体，对于上文描述的使用环境，无法分辨出油还是水，同时现有的光电式干湿传感器都是基于通常使用环境发明制造的，不满足油罐区的本安防爆要求，以及耐油品油气腐蚀、油罐车蒸罐时的高温条件等要求。

综上所述，如何有效地解决加油站人孔井、防渗池、油罐车油罐等环境渗漏检测精度低等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光电液位传感器，该光电液位传感器的结构设计可以有效地解决加油站人孔井、防渗池、油罐车油罐等环境渗漏检测精度低的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光电液位传感器，包括光锥、设置于所述光锥后方的光发射接收模块和与所述光发射接收模块连接用于将接收到的光信号转换为电信号并输出的信号处理电路；所述光发射接收模块为包括红外发射单元和红外接收单元的红外对管，且所述红外接收单元能够获取接收的光线强度。

优选地，上述光电液位传感器中，所述红外对管为直插红外对管或贴片红外对管。

优选地，上述光电液位传感器中，还包括外壳，所述光发射接收模块和所述信号处理电路设置于所述外壳内。

优选地，上述光电液位传感器中，所述外壳与所述光锥为一体式透明结构。

优选地，上述光电液位传感器中，所述外壳为透明尼龙外壳。

优选地，上述光电液位传感器中，所述外壳内的空隙填充有透明且绝缘的密封胶。

优选地，上述光电液位传感器中，所述外壳为金属外壳，所述光锥与所述金属外壳固定连接。

本实用新型提供的光电液位传感器包括光锥、光发射接收模块和信号处理电路。其中，光发射接收模块设置于光锥的后方，为包括红外发射单元和红外接收单元的红外对管，且红外接收单元能够获取接收的光线强度；信号处理电路与光发射接收模块连接，用于将接收到的光信号转换为电信号。

应用本实用新型提供的光电液位传感器，将其安装于加油站人孔井、防渗池或油罐车油罐等需要渗漏检测的位置，红外发射单元所发出的光射入传感器顶部的锥头。当该传感器在空气中时，由于气体和锥头(透明固体介质)的折射率关系，由红外发射单元发出的光线会发生全反射返回到红外接收单元中，经信号处理电路处理后，输出相应表示无液体的信号。当锥头接触液体或被液体浸没时，由于液体和锥头(透明固体介质)的折射率关系，光线将大部分折射到液体中，只有极少量光线会全反射回红外接收单元中。同时，由于红外接收单元能够获取接收的光线强度，因而根据全反射回来的光线强度，信号处理电路处理后对应输出不同的信号，以表示对应油品或水。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个具体实施例的光电液位传感器的外形结构示意图；

图2为在空气中时图1的A-A截面图；

图3为在液体中时图1的A-A截面图；

图4为信号处理原理图。

附图中标记如下：

光锥1，红外发射单元2，红外接收单元3，信号处理电路4，电源线5，信号线6，外壳7。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种光电液位传感器，以提高加油站人孔井、防渗池、油罐车油罐等环境的渗漏检测精度。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本实用新型一个具体实施例的光电液位传感器的外形结构示意图；图2为在空气中时图1的A-A截面图；图3为在液体中时图1的A-A截面图。

在一个具体实施例中，本实用新型提供的光电液位传感器包括光锥1、光发射接收模块和信号处理电路4。

其中，光锥1为锥形透明固体介质，其具体结构请参考现有技术，此处不再赘述。光发射接收模块设置于光锥1的后方，为包括红外发射单元2和红外接收单元3的红外对管。红外发射单元2发出的光线射入锥头，在锥头外部为空气时，光线经全反射返回到红外接收单元3。所谓全反射，又称全内反射，指光由光密介质即光在此介质中的折射率大的射到光疏介质即光在此介质中折射率小的界面时，全部被反射回原介质内的现象。而当液体浸没光电液位开关的光锥1时，则入射到光锥1光折射到液体中，从而使红外接收单元3收不到或只能接收到少量光线。红外接收单元3通过感应这一状况变化，驱动信号处理电路4，从与信号处理单元相连的信号线6输出开关信号量，具体可以为高电平或低电平，表示检测到液体。

红外接收单元3能够获取接收的光线强度，信号处理电路4与光发射接收模块连接，用于将接收到的光信号转换为电信号。由于油和水对光的折射率不同，因而当锥头接触液体或被液体浸没时，光线折射到油或水中的量不同，因而全反射回红外接收单元3的光线强度不同，进而红外接收单元3获取不同的光线强度时，驱动信号处理电路4，使其输出不同的信号，具体可以为不同的电压值，从而表示检测到的液体为油或水。需要说明的是，信号处理电路4可以采用现有技术中常规用于将光信号转换为电信号并输出的电路结构即可，此处不作具体限定。信号处理电路4具体可连接有电源线5和信号线6，电源线5用于为信号处理电路4接入电源，信号线6用于将信号处理电路4的信号输出。

应用本实用新型提供的光电液位传感器，将其安装于加油站人孔井、防渗池或油罐车油罐等需要渗漏检测的位置，红外发射单元2所发出的光射入传感器顶部的锥头。当该传感器在空气中时，由于气体和锥头透明固体介质的折射率关系，由红外发射单元2发出的光线会发生全反射返回到红外接收单元3中，经信号处理电路4处理后，输出相应表示无液体的信号。当锥头接触液体或被液体浸没时，由于液体和锥头透明固体介质的折射率关系，光线将大部分折射到液体中，只有极少量光线会全反射回红外接收单元3中。同时，由于红外接收单元3能够获取接收的光线强度，因而根据全反射回来的光线强度，信号处理电路4处理后对应输出不同的信号，以表示对应油品或水。具体信号处理电路4的信号处理原理可参考图4。

具体的，红外对管为直插红外对管或贴片红外对管。优选的，本申请中的红外对管呈长方体，焊接引脚占据两个对立面，这种元件结构的好处就是可以竖直焊接，从而使红外接收单元3和红外发射单元2平行固定在一块电路板的一端，如图2的所示。上述结构配合直角的光锥1，就可以很容易地实现功能，同时简化了传感器结构，并且由于是贴片元件，也便于自动化生产。而现有技术中常见的同类功能的贴片接收发射元件，均采用水平焊接，导致接收极和发射极无法在同一块电路板上工作。而直插类元件虽然可以弯折，但会占用更多空间，并且增加结构复杂度，且精度无法保证，该红外对管的红外接收单元3能够获取接收的光线强度。具体可以将该红外对管竖焊于锥头后端。

进一步地，还包括外壳7，光发射接收模块和信号处理电路4设置于外壳7内。通过外壳7的设置，能够有效对内部各部件起到保护作用。根据需要，也可以通过直接对光发射接收模块和信号处理电路4做覆膜等表面防护处理，而不设置外壳7。

更进一步地，外壳7与光锥1为一体式透明结构。也就是采用一体成型的透明光锥1外壳7，一体式结构强度高，密封性好，以更好的适应传感器的使用环境。根据需要，外壳7与光锥1也可以为分体式结构。如外壳7为金属外壳，光锥1与金属外壳固定连接，具体可以通过熔接技术结合。具体可以采用耐高温耐腐蚀的金属材料。

具体的，外壳7为透明尼龙外壳。外壳7与光锥1为一体式结构时，光锥1的材料也为透明尼龙，以便于一体成型。透明尼龙，透光率高，与光学玻璃相近，为高阻隔性、优良的耐蒸煮性的尼龙材质，对氧的渗透率是PET的1/20–1/25；对二氧化碳的渗透率是PET的1/5；透水率与PET相当。具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能。因而能够满足加油站人孔井、防渗池、油罐车油罐等环境对耐油品油气腐蚀、油罐车蒸罐时的高温条件等要求，延长光电液位传感器在上述环境的使用寿命，提高在上述环境下的检测精度。

优选的，外壳7内的空隙填充有透明且绝缘的密封胶，以达到隔绝油气的目的，满足本安防爆要求的同时也防止信号处理电路4被油气腐蚀。具体密封胶的类型可采用现有技术中常规的透明且绝缘的密封胶，此处不作具体限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种光电液位传感器，包括光锥(1)、设置于所述光锥(1)后方的光发射接收模块和与所述光发射接收模块连接用于将接收到的光信号转换为电信号并输出的信号处理电路(4)；其特征在于，所述光发射接收模块为包括红外发射单元(2)和红外接收单元(3)的红外对管，且所述红外接收单元(3)能够获取接收的光线强度。

2.根据权利要求1所述的光电液位传感器，其特征在于，所述红外对管为直插红外对管或贴片红外对管。

3.根据权利要求1或2所述的光电液位传感器，其特征在于，还包括外壳(7)，所述光发射接收模块和所述信号处理电路(4)设置于所述外壳(7)内。

4.根据权利要求3所述的光电液位传感器，其特征在于，所述外壳(7)与所述光锥(1)为一体式透明结构。

5.根据权利要求4所述的光电液位传感器，其特征在于，所述外壳(7)为透明尼龙外壳。

6.根据权利要求4所述的光电液位传感器，其特征在于，所述外壳(7)内的空隙填充有透明且绝缘的密封胶。

7.根据权利要求3所述的光电液位传感器，其特征在于，所述外壳(7)为金属外壳，所述光锥(1)与所述金属外壳固定连接。