CN212255747U - 一种用于检测细管内有无液体的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于检测细管内有无液体的传感器，包括外壳，固定设置于所述外壳内的PCB，固定在所述PCB上且相对设置的发光机构和受光机构，设置在所述发光机构与受光机构之间且固定在所述外壳上部内壁上的第一透镜和第二透镜，所述外壳在与所述第一透镜和第二透镜的接触处设置有保证光线通过的开口，所述第一透镜和第二透镜上方的外壳上设置第一硅胶层，所述第一透镜和第二透镜上部的外壳外部固定设置吸光体，所述吸光体的下部及所述第一硅胶层的上部设置第二硅胶层，所述第一硅胶层与第二硅胶层之间设置所述细管。本实用新型提供的一种用于检测细管内有无液体的传感器，能够准确地检测细管内是否有液体传输。

Description

一种用于检测细管内有无液体的传感器

技术领域

本实用新型涉及光电传感器技术领域，特别涉及一种用于检测细管内有无液体的传感器。

背景技术

目前，工业、医疗等很多行业都会应用细管传输水、油、血液、尿液等液体，在某些状况下，细管中液体传输断断续续，或者液体传输完毕管内转换为空气，对实际应用产生影响。目前，对于细管中是否有液体传输还没有传感器来检测，大多采用肉眼观察判断，而用肉眼观察判断细管内是否有液体传输不是很准确。因此，当前亟需一种能够准确检测细管内是否有液体传输装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于检测细管内有无液体的传感器，用以准确检测细管内是否有液体传输。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于检测细管内有无液体的传感器，包括外壳，固定设置于所述外壳内的PCB，固定在所述PCB上且相对设置的发光机构和受光机构，设置在所述发光机构与受光机构之间且固定在所述外壳上部内壁上的第一透镜和第二透镜，所述外壳在与所述第一透镜和第二透镜的接触处设置有保证光线通过的开口，所述第一透镜和第二透镜上方的外壳上设置第一硅胶层，所述第一透镜和第二透镜上部的外壳外部固定设置吸光体，所述吸光体的下部及所述第一硅胶层的上部设置第二硅胶层，所述第一硅胶层与第二硅胶层之间设置所述细管。

进一步地，所述第一透镜是由靠近所述发光机构一端的透镜和另一端的棱镜构成的结合体，所述第二透镜是由靠近所述受光机构一端的透镜和另一端的棱镜构成的结合体，所述发光机构发射的光经所述第一透镜的透镜转换为平行光，所述平行光再经所述第一透镜的棱镜向斜上方反射输出，从斜上方入射的平行光经所述第二透镜的棱镜反射为水平平行光，所述水平平行光经所述第二透镜的透镜会聚到所述受光机构。

进一步地，所述第一透镜和第二透镜的上部与所述第一硅胶层下部紧密接触，所述第一硅胶层上部与所述细管紧密接触。

进一步地，所述第二硅胶层与所述吸光体成一体结构，且所述第二硅胶层上部与所述吸光体紧密接触，所述第二硅胶层下部与所述细管紧密接触。

进一步地，所述细管包括医疗细管、医用精密管、化学实验细管或毛细管，所述细管材质为TPU、PU、ABC、PVC或PP，所述细管为透明或半透明。

进一步地，还包括设置在所述PCB上用于控制所述发光机构发射光线的单片机，及将所述受光机构接收到所述发光机构的光信号而产生的感应光电流进行放大的运放。

本实用新型提供的一种用于检测细管内有无液体的传感器，利用发光机构作为检测光源，经由第一透镜后光线准直输出，然后准直光线经没有液体的细管被反射至第二透镜后，汇聚于受光机构，受光机构接收到光信号而产生感应光电流；而若准直光线经过有液体的细管时则不会被反射至第二透镜，准直光线入射到吸光体上被吸收而无法进入受光机构，受光机构没有接收到光信号而无法产生感应光电流。这样根据受光机构是否产生感应光电流来检测细管内有无液体传输，检测结果精度高，检验准确率高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器在放置有细管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器在未放置细管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器的第一透镜结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器的第二透镜结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器在放置有细管的工作原理图；

图6为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器在未放置细管的工作原理图；

图7为本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器的信号处理原理图。

其中，1-发光机构，2-第一透镜，3-第一硅胶层，4-第二透镜，5-受光机构，6-PCB，7-外壳，8-第二硅胶层，9-吸光体，10-细管，11-液体，21-第一透镜的透镜，22-第一透镜的棱镜，41-第二透镜的透镜，42-第二透镜的棱镜42。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型实施例提供的一种用于检测细管内有无液体的传感器，包括外壳7，固定设置于外壳7底部内壁上的PCB6，固定在PCB6上且相对设置的发光机构1和受光机构5，设置在发光机构1与受光机构5之间且固定在外壳7顶部内壁上的第一透镜2和第二透镜4，设置于第一透镜2和第二透镜4上部且固定在外壳7外部顶壁上的吸光体9。为了便于从第一透镜2射出的光线能够顺利进入细管10及从细管10反射的光线能够顺利进入第二透镜4，在外壳7与第一透镜2和第二透镜4的接触处开设有一个能保证光线通过的开口，从而可以保证经过第一透镜2和第二透镜4的光线不被外壳7顶部遮挡。当发光机构1发射的光经第一透镜2准直输出，若细管10内没有液体，则细管10将准直光线反射至第二透镜4后汇聚于受光机构5。若细管10内有液体，则细管10不会将所述准直光线反射至第二透镜4，准直光线无法进入受光机构5。

作为本实用新型的一种具体实施方式，为了更有利于光线的传输，在第一透镜2和第二透镜4上方的外壳上固定有一层第一硅胶层3。并且，在外壳7外部且位于第一硅胶层3的上方也设置一层第二硅胶层8，第二硅胶层8位于吸光体9的下部且与吸光体9成一体结构。细管10可插在第一硅胶层3与第二硅胶层8之间。由于第一硅胶层3和第二硅胶层8硅胶层是软的都是软质结构，当细管10可插在第一硅胶层3与第二硅胶层8之间后，细管10可紧紧地夹在第一硅胶层3与第二硅胶层8之间，会使第一硅胶层3与第二硅胶层8与细管10紧密接触，这样第一硅胶层3可将来自第一透镜2的光线更好的传导进细管10，第二硅胶层8也可将来自细管10的光线更好的传导进吸光体9，避免了细管10与第一硅胶层3与第二硅胶层8之间因接触不紧密而留存空气，空气截面会发生全反射而导致来自第一透镜2的光线进不到细管10中而影响测定的结果。

作为本实用新型的一种具体实施方式，为了使光线能够顺利传输，避免光线出现折射、散射或全反射等问题，第一透镜2和第二透镜4通过胶水粘接或双料注塑的方式紧密贴在外壳7顶部内壁上，第一硅胶层3下部通过外壳7与第一透镜2和第二透镜4的接触处的开口紧紧地贴在第一透镜2和第二透镜4顶部，第一硅胶层3上部与细管10紧密接触。第二硅胶层8下部与细管10紧密接触，而且第二硅胶层8上部与吸光体9紧密接触。这样避免其接触面因接触不紧密而留存空气，空气截面会发生全反射而导致来自第一透镜2的光线进不到细管10中而影响测定的结果。

作为本实用新型的一种具体实施方式，细管10可以是医疗细管、医用精密管、化学实验细管、毛细管等透明管或半透明管，细管10的材质包括但不限于TPU、PU、ABC、PVC、PP等材质。

参见图3和图4，第一透镜2和第二透镜4可为相同结构。第一透镜2和第二透镜4成镜像对称并列并紧密结合在一起而固定在外壳7顶部内壁上。其中，第一透镜2是由靠近发光机构1一端的圆形透镜21和另一端的棱镜22构成的结合体，第二透镜4是由靠近受光机构5一端的圆形透镜41和另一端的棱镜42构成的结合体。当发光机构1发射的光经第一透镜2的圆形透镜21转换为平行光，平行光再经第一透镜2的棱镜22以45°角向斜上方反射输出，而从第二透镜4斜上方入射的平行光经第二透镜4的棱镜42反射为水平的平行光，水平平行光经第二透镜4的圆形透镜41会聚到受光机构5。

作为本实用新型的一种具体实施方式，发光机构1为LED红外光源，且LED红外光源为PIN型环氧树脂封装。

作为本实用新型的一种具体实施方式，受光机构为光电二极管，光电二极管也为PIN型环氧树脂封装，且光电二极管的光谱响应度峰值在红外光波段。

参见图5，若细管10内没有液体，发光机构1发射的非平行光先经第一透镜2的圆形透镜21转换为平行光，然后平行光再经第一透镜2的棱镜22以约45°角向斜上方反射输出，反射输出的平行光再经第一硅胶层3的传导作用以约45°角照射在细管10内层。细管10内层会将平行光线以约45°角反射，反射的平行光经第一硅胶层3传导至第二透镜4，从第二透镜4斜上方入射的平行光经第二透镜4的棱镜42反射为水平的平行光，水平平行光经第二透镜4的圆形透镜41会聚到受光机构5，受光机构5接收到光信号而产生感应光电流。

参见图6，若细管10内有液体11，发光机构1发射的非平行光先经第一透镜2的圆形透镜21转换为平行光，然后平行光再经第一透镜2的棱镜22以约45°角向斜上方反射输出，反射输出的平行光再经第一硅胶层3的传导作用以约45°角照射在细管10内层。由于细管10内有液体11，在液体11的作用下，细管10内层不会将反射输出的平行光线以约45°角反射至第二透镜，反射输出的平行光线而是直接进入第二硅胶层8，经第二硅胶层8传导进入吸光体9而被吸收。由于没有光线进入到受光机构5，这样受光机构5接收不到光信号而没有产生感应光电流。因此，根据受光机构5是否产生感应光电流可以辨别细管10内有无液体。

作为本实用新型的一种最佳实施方式，为了使本实用新型实施例提供的用于检测细管内有无液体的传感器更加简单直观的使用，本传感器还包括控制发光机构1发射光线的单片机，及将受光机构5接收到发光机构1的光信号而产生的感应光电流进行放大的运放。

参见图7，先按下校准按键，校准细管内没有液体状态下，光电二极管(即受光机构5)的初始光信号值，并将此光信号值存入单片机。然后由单片机控制LED红外光源(即发光机构1)发射光线，光线分别经过第一透镜2、内无液体的细管10和第二透镜4的准直、传输、反射等过程后，由光电二极管(即受光机构5)接收，光电二极管接收光信号产生感应光电流，感应光电流通过运放进行放大并转换为电压信号输入给单片机，单片机通过判断电压信号的有无或大小来辨别细管内有无液体，并通过指示灯进行提示。在使用时，操作人员直接通过观察指示灯判断细管内有无液体，使用简单直观。

本实用新型提供的一种用于检测细管内有无液体的传感器，利用光学全反射光学原理，利用发光机构作为检测光源，经由第一透镜后光线准直输出，然后准直光线经没有液体的细管被反射至第二透镜后，汇聚于受光机构，受光机构接收到光信号而产生感应光电流；而若准直光线经过有液体的细管时则不会被反射至第二透镜，准直光线无法进入受光机构，受光机构没有接收到光信号而无法产生感应光电流。这样根据受光机构是否产生感应光电流来检测细管内有无液体传输，检测结果精度高，检验准确率高。并且，本实用新型提供的一种用于检测细管内有无液体的传感器，应用范围较广，其细管可以是医疗细管、医用精密管、化学实验细管、毛细管等透明管或半透明管，细管的材质包括但不限于TPU、PU、ABC、PVC、PP等材质，能够广泛应用于医疗、化学、工业等领域。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于检测细管内有无液体的传感器，其特征在于，包括外壳，固定设置于所述外壳内的PCB，固定在所述PCB上且相对设置的发光机构和受光机构，设置在所述发光机构与受光机构之间且固定在所述外壳上部内壁上的第一透镜和第二透镜，所述外壳在与所述第一透镜和第二透镜的接触处设置有保证光线通过的开口，所述第一透镜和第二透镜上方的外壳上设置第一硅胶层，所述第一透镜和第二透镜上部的外壳外部固定设置吸光体，所述吸光体的下部及所述第一硅胶层的上部设置第二硅胶层，所述第一硅胶层与第二硅胶层之间设置所述细管。

2.根据权利要求1所述的用于检测细管内有无液体的传感器，其特征在于：所述第一透镜是由靠近所述发光机构一端的透镜和另一端的棱镜构成的结合体，所述第二透镜是由靠近所述受光机构一端的透镜和另一端的棱镜构成的结合体，所述发光机构发射的光经所述第一透镜的透镜转换为平行光，所述平行光再经所述第一透镜的棱镜向斜上方反射输出，从斜上方入射的平行光经所述第二透镜的棱镜反射为水平平行光，所述水平平行光经所述第二透镜的透镜会聚到所述受光机构。

3.根据权利要求1所述的用于检测细管内有无液体的传感器，其特征在于：所述第一透镜和第二透镜的上部与所述第一硅胶层下部紧密接触，所述第一硅胶层上部与所述细管紧密接触。

4.根据权利要求1所述的用于检测细管内有无液体的传感器，其特征在于：所述第二硅胶层与所述吸光体成一体结构，且所述第二硅胶层上部与所述吸光体紧密接触，所述第二硅胶层下部与所述细管紧密接触。

5.根据权利要求4所述的用于检测细管内有无液体的传感器，其特征在于：所述细管包括医疗细管、医用精密管、化学实验细管或毛细管，所述细管材质为TPU、PU、ABC、PVC或PP，所述细管为透明或半透明。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于检测细管内有无液体的传感器，其特征在于：还包括设置在所述PCB上用于控制所述发光机构发射光线的单片机，及将所述受光机构接收到所述发光机构的光信号而产生的感应光电流进行放大的运放。

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