CN210246707U - 一种光电式液位开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电式液位开关，包括有顶部敞口的外壳和安装于外壳顶部的透镜，外壳内沿轴向设置有电路板，电路板的两侧分别安装有红外光发射管和红外光接收管，外壳内安装有矽胶遮光罩，矽胶遮光罩包裹电路板的顶部、红外光发射管和红外光接收管，电路板上设置有主控芯片，主控芯片的输出端通过排线连接有端子；红外光发射管发射的红外光经透镜反射后，由红外光接收管接收，将光信号转换成电信号输出至主控芯片，主控芯片输出数字信号。本实用新型采用红外光发射管和红外光接收管分别焊接在电路板的两侧，电路板可起到防串光的作用，矽胶遮光罩在防止串光的同时防止后续灌胶时溢胶影响发射与接收的光束，使得接收信号更稳定、更高效。

Description

一种光电式液位开关

技术领域

本实用新型涉及液位开关，尤其涉及一种光电式液位开关。

背景技术

传统水位开关以“干簧管”为触发元件，配合带磁铁浮子，体积大，易卡死，难清理，结构也相当复杂，并且测试液位精度低，寿命短。

现有的光电式水位开关，可克服以上的缺点，但在耐温方面和安装适用范围尚有不足，且现有的光电式水位开关一般采用塑料遮光罩，当外壳内填充环氧树脂胶时，会发生溢胶，影响光信号的传输。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种光电式液位开关，使得耐温效果好、安装方便、适用范围广，且接收信号更稳定。

本实用新型的技术方案如下：

一种光电式液位开关，包括有顶部敞口的外壳和安装于外壳顶部的透镜，其特征在于：所述的外壳内沿轴向设置有电路板，所述电路板的两侧分别安装有红外光发射管和红外光接收管，所述的外壳内安装有矽胶遮光罩，所述的矽胶遮光罩包裹电路板的顶部、红外光发射管和红外光接收管，所述的电路板上设置有主控芯片，所述主控芯片的输出端通过排线连接有端子；所述的红外光发射管发射的红外光经所述透镜反射后，由红外光接收管接收，将光信号转换成电信号输出至所述主控芯片，所述的主控芯片输出数字信号。

所述的一种光电式液位开关，其特征在于：所述的红外光发射管和所述的红外光接收管采用贴片焊接方式分别焊接于所述电路板的两侧。

所述的一种光电式液位开关，其特征在于：所述的外壳包括有采用PSU材质制成的上半壳体和下半壳体，所述上半壳体的底部套装有密封圈。

所述的一种光电式液位开关，其特征在于：所述的外壳内在矽胶遮光罩与电路板之间灌装有环氧树脂胶。

所述的一种光电式液位开关，其特征在于：主控芯片U1的第1引脚接线性稳压电路，同时连接滤波电容C1后接地；

所述的线性稳压电路包括有电压稳压器IC1，所述电压稳压器IC1的输入端接5-24V直流电源，电压稳压器IC1的调节端接电阻R6后接地，电压稳压器IC1的输出端和电压稳压器IC1的调节端之间接电阻R7，且电压稳压器IC1的输出端接主控芯片U1的第1引脚，同时连接并联设置的红外光发射二极管D和红外光接收三极管Q；所述的红外光发射二极管D的正极连接红外光接收三极管Q的集电极后接4.8V直流电源，红外光发射二极管D的负极串联连接限流电阻R2后接地，红外光接收三极管Q的发射极串联连接下拉电阻R1后接地；所述的红外光接收三极管Q与下拉电阻R1之间引出导线接入主控芯片U1的第4引脚；主控芯片U1的第8引脚接地；

主控芯片U1的第3引脚串联电阻R3接三极管Q1的基极，三极管Q2的发射极接直流电源，三极管Q2的基极串联电阻R4后接三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极串联电阻R5后接三极管Q1的发射极后接地，所述的三极管Q2与电阻R5之间引出导线接端子P的第2引脚；所述端子P的第1引脚接直流电源，端子P的第3引脚连接地。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用PSU材质外壳，耐温效果好。

2、本实用新型采用矽胶遮光罩包裹住电路板的顶部、红外光发射管和红外光接收管，矽胶遮光罩在防止串光的同时防止后续灌胶时溢胶影响发射与接收的光束，相比现有的光电液位开关内部安装更方便。

3、本实用新型外壳内安装有矽胶遮光罩，外壳的内部空间灌装有环氧树脂胶，电路板被环氧树脂胶包裹住，使得电路板固定于外壳内，且解决光电液位开关的内部空间透视问题，防止外侧的光线影响到红外光的发射和接收。

4、本实用新型红外光发射管和红外光接收管采用侧向贴片焊接方式分别焊接在电路板的两侧，电路板可起到防串光的作用，且电路板与矽胶遮光罩配合使用，两层防串光使得接收信号更稳定、更高效。

5、本实用新型没有活动的部件，不易造成机械磨损，维护量少，测量精度高，实用寿命长，耐高压又耐液体的冲击。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型爆炸图。

图3为本实用新型电路板、红外光发射管和红外光接收管结构示意图。

图4为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚明确的界定。

一种光电式液位开关，包括有顶部敞口的外壳1和安装于外壳1顶部的透镜2，外壳1内沿轴向设置有电路板3，电路板3的两侧分别安装有红外光发射管4和红外光接收管5，外壳1内安装有矽胶遮光罩6，矽胶遮光罩6包裹电路板3的顶部、红外光发射管4和红外光接收管5，电路板3上设置有主控芯片，主控芯片的输出端通过排线7连接有端子8；红外光发射管4发射的红外光经透镜2反射后，由红外光接收管5接收，将光信号转换成电信号输出至主控芯片，主控芯片输出数字信号。

红外光发射管4和红外光接收管5采用贴片焊接方式分别焊接于电路板3的两侧。

外壳1包括有采用PSU材质制成的上半壳体1-1和下半壳体1-2，上半壳体1-1的底部套装有密封圈9，当上半壳体1-1装配到水箱上对应的安装孔中时，密封圈9起到密封的作用。其中，上半壳体1-1的截面呈圆形，可与水箱上对应的安装孔相适配；下半壳体1-2的截面呈六边形，方便整个液位开关的装配，另外，下半壳体1-2的外径大于上半壳体1-1的外径，可对装配后的上半壳体1-1和密封圈9起到限位作用。

外壳1内在矽胶遮光罩6与电路板3之间灌装有环氧树脂胶。

主控芯片U1的第1引脚接线性稳压电路，同时连接滤波电容C1后接地；

线性稳压电路包括有电压稳压器IC1(LM317)，电压稳压器IC1的输入端(IN)接5-24V直流电源(VCC)，电压稳压器IC1的调节端(ADJ)接电阻R6后接地(GND)，电压稳压器IC1的输出端(OUT)和电压稳压器IC1的调节端之间接电阻R7，且电压稳压器IC1的输出端接主控芯片U1的第1引脚同时连接并联设置的红外光发射二极管D(IR26)和红外光接收三极管Q(PT26)；红外光发射二极管D的正极连接红外光接收三极管Q的集电极后接4.8V直流电源，红外光发射二极管D的负极串联连接限流电阻R2后接地，红外光接收三极管Q的发射极串联连接下拉电阻R1后接地；红外光接收三极管Q与下拉电阻R1之间引出导线接入主控芯片U1的第4引脚；

主控芯片U1的第8引脚接地；

主控芯片U1的第3引脚串联电阻R3接三极管Q1的基极，三极管Q2的发射极接直流电源，三极管Q2的基极串联电阻R4后接三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极串联电阻R5后接三极管Q1的发射极后接地，三极管Q2与电阻R5之间引出导线接端子P的第2引脚；端子P的第1引脚接直流电源，端子P的第3引脚连接地。

电压稳压器IC1、电阻R6、电阻R7组成线性稳压电路，输入5-24V电压，输出4.8V电压给红外电路与主控芯片U1供电；

电阻R2为调节红外光发射管3发射功率所使用的限流电阻；

电阻R1为调节红外光接收管4工作状态饱和电压的下拉电阻；

电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2，组成信号输出电路；

C1为电路供电的滤波电容，用于保护耗工作电路元件的供电稳定性；

在水箱侧壁上开设一个通孔，将本实用新型固定于水箱侧壁上，使得透镜2插入水箱内部，工作时，当透镜2浸入液体时，红外光发射管4发射红外光在透镜2中通过液体发生折射，但还有一小部分红外光被红外光接收管5接收，电路板3输出低电平信号；当透镜接触到空气时，红外光发射管4发射红外光在透镜2内壁上形成全反射，红外光被红外光接收管5完全接收，此时光信号较强，电路板3输出高电平信号。

当透镜2与液体接触时，红外光发射管4发射出来的红外光因为液体具备光透射功能，大部分红外光经过透镜2透射到液体中，只有少部分红外光通过透镜2反射给红外光接收管5，红外光接收管5的CE结电阻增大，从而使电阻R1上的电压降低，将此电压信号送给主控芯片U1处理，使主控芯片U1的第3引脚输出小于0.1V的电压；当用户的控制系统检测到＜0.1V的电压，会自动识别出传感器此时与液体接触，从而做出相应的控制动作。

当透镜2与空气接触时，红外光发射管4发射出来的红外光大部分红外光经过透镜反射给红外光接收管5，红外光接收管5的CE结电阻减小，从而使电阻R1上的电压增加，将此电压信号送给主控芯片U1处理，使主控芯片U1的第3引脚输出≥5V的电压；当用户的控制系统检测到≥5V的电压，会自动识别出传感器此时与空气接触，从而做出相应的控制动作。

本实用新型采用PSU材质外壳1，耐温效果好。

本实用新型采用矽胶遮光罩6包裹住电路板3的顶部、红外光发射管4和红外光接收管5，矽胶遮光罩6在防止串光的同时防止后续灌胶时溢胶影响发射与接收的光束，相比现有的光电液位开关内部安装更方便。

本实用新型外壳1内安装有矽胶遮光罩6，外壳1的内部空间灌装有环氧树脂胶，电路板3被环氧树脂胶包裹住，使得电路板3固定于外壳1内，且解决光电液位开关的内部空间透视问题，防止外侧的光线影响到红外光的发射和接收。

本实用新型红外光发射管4和红外光接收管5采用侧向贴片焊接方式分别焊接在电路板3的两侧，电路板3可起到防串光的作用，且电路板3与矽胶遮光罩6配合使用，两层防串光使得接收信号更稳定、更高效；

本实用新型没有活动的部件，不易造成机械磨损，维护量少，测量精度高，实用寿命长，耐高压又耐液体的冲击。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光电式液位开关，包括有顶部敞口的外壳和安装于外壳顶部的透镜，其特征在于：所述的外壳内沿轴向设置有电路板，所述电路板的两侧分别安装有红外光发射管和红外光接收管，所述的外壳内安装有矽胶遮光罩，所述的矽胶遮光罩包裹电路板的顶部、红外光发射管和红外光接收管，所述的电路板上设置有主控芯片，所述主控芯片的输出端通过排线连接有端子；所述的红外光发射管发射的红外光经所述透镜反射后，由红外光接收管接收，将光信号转换成电信号输出至所述主控芯片，所述的主控芯片输出数字信号。

2.根据权利要求1所述的一种光电式液位开关，其特征在于：所述的红外光发射管和所述的红外光接收管采用贴片焊接方式分别焊接于所述电路板的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种光电式液位开关，其特征在于：所述的外壳包括有采用PSU材质制成的上半壳体和下半壳体，所述的上半壳体的底部套装有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种光电式液位开关，其特征在于：所述的外壳内在矽胶遮光罩与电路板之间灌装有环氧树脂胶。

5.根据权利要求1所述的一种光电式液位开关，其特征在于：主控芯片U1的第1引脚接线性稳压电路，同时连接滤波电容C1后接地；

所述的线性稳压电路包括有电压稳压器IC1，所述电压稳压器IC1的输入端接5-24V直流电源，电压稳压器IC1的调节端接电阻R6后接地，电压稳压器IC1的输出端和电压稳压器IC1的调节端之间接电阻R7，且电压稳压器IC1的输出端接主控芯片U1的第1引脚，同时连接并联设置的红外光发射二极管D和红外光接收三极管Q；所述的红外光发射二极管D的正极连接红外光接收三极管Q的集电极后接4.8V直流电源，红外光发射二极管D的负极串联连接限流电阻R2后接地，红外光接收三极管Q的发射极串联连接下拉电阻R1后接地；所述的红外光接收三极管Q与下拉电阻R1之间引出导线接入主控芯片U1的第4引脚；主控芯片U1的第8引脚接地；

主控芯片U1的第3引脚串联电阻R3接三极管Q1的基极，三极管Q2的发射极接直流电源，三极管Q2的基极串联电阻R4后接三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极串联电阻R5后接三极管Q1的发射极后接地，所述的三极管Q2与电阻R5之间引出导线接端子P的第2引脚；所述端子P的第1引脚接直流电源，端子P的第3引脚连接地。

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