CN212432284U - 液面侦测系统 - Google Patents

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Abstract

液面侦测系统，包括光源、导光介质、光电转换接收器及处理模块；导光介质具有入射面、第一反射面、及出射面，第一反射面包括以液面为分界线的第一子反射面和第二子反射面；光源发出的光束经入射面射入至导光介质内，再射向第一反射面，最后经出射面射入至光电转换接器；光源和/或光电转换接收器安装在直线移动机构上。光束以相同角度照射在第一、第二子反射面上时产生的折射角度不一样，光强损耗不一样，最终生成的光强图像中会有一突变位置，该突变位置即液面的位置，可以根据光束经过导光介质后光强的变化位置得出液面位置；当液体浓度、温度变化或受环境限制时，光束在第一、第二子反射面的交界处依然会产生光强变化，可以保证测试准确性。

Description

液面侦测系统
技术领域
本实用新型涉及液面位置检测领域，尤其涉及一种液面侦测系统。
背景技术
液位是工业生产过程中最重要和较常见的测量参数之一。液位的测量主要是指汽-液、液-液、液-固分界面位置测量技术，其广泛应用于化工、石油及动力装置等液体存储设备中。现有的液位测量方法有压力式液位测量法、浮沉式液位测量法、电容液位测量法及超声波液位测量法等，但当液体浓度、温度变化或受环境限制时，上述测量方法的分辨率低、误差较大或不能实施测量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种液面侦测系统，能够提高液面位置测量的准确性。
为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种液面侦测系统，包括光源、导光介质、光电转换接收器及处理模块；所述导光介质具有入射面、第一反射面、及出射面，所述入射面、第一反射面及出射面均为平面状，所述第一反射面与液面相交，所述第一反射面包括以所述液面为分界线的第一子反射面和第二子反射面；
所述光源发出的光束经所述入射面射入至所述导光介质内，再射向所述第一反射面，最后经所述出射面射出所述导光介质并射入至所述光电转换接器；所述光束以相同角度照射在所述第一子反射面、第二子反射面、及所述第一子反射面与第二子反射面的交界处；
所述处理模块用于根据所述光电转换接收器接收到的光线强度生成光强图像、并根据所述光强图像的突变位置计算出液面位置；
所述光源安装在第一直线移动机构上，所述光源在所述第一直线移动机构的带动下相对所述导光介质直线移动，以使所述光束依次照射至第一子反射面和第二子反射面。
其中，所述光电转换接收器相对所述导光介质固定设置，其光束接收处为面状，能够同时接收经所述第一子反射面和所述第二子反射面反射的光束。
其中，所述光电转换接收器连接在第二直线移动机构上，所述光电转换接收器在所述第二直线移动机构的带动下相对所述导光介质直线移动，以依次接收经所述第一子反射面和所述第二子反射面反射的光束。
其中，所述第一直线移动机构为电机驱动的滚珠丝杆机构、或电机驱动的齿轮齿条机构；
所述第二直线移动机构为电机驱动的滚珠丝杆机构、或电机驱动的齿轮齿条机构。
其中，所述第一直线移动机构与所述第二直线移动机构为同一电机驱动。
其中，所述光源发出的光束垂直于所述入射面。
其中，所述光束在所述第一子反射面处发生全反射、在第二子反射面处发生反射及折射。
其中，所述导光介质还具有第二反射面，所述光束经过所述第二反射面反射后再通过所述出射面射出。
其中，所述第一反射面与所述第二反射面呈轴对称结构，二者的对称轴垂直于液面；经所述第一反射面反射后的光束平行于液面射向第二反射面；所述第二反射面与所述液面相交。
其中，述第二反射面包括以液面为分界线的第三子反射面和第四子反射面；所述光束在所述第三子反射面处发生全反射、在第四子反射面处发生反射及折射。
其中，所述第一反射面垂直于所述第二反射面。
所述导光介质为直角等腰棱柱，其两个直角面分别形成所述第一反射面和所述第二反射面，所述出射面和所述入射面均形成在直角等腰棱柱的斜面上。
其中，所述入射面与所述入射面位于同一平面上。
其中，所述导光介质内射向所述出射面的光束垂直于所述出射面。
其中，所述导光介质为直角等腰棱柱，其两个直角面分别形成出射面和入射面，所述第一反射面形成在直角等腰棱柱的斜面上。
本实用新型还提供了另一种液面侦测系统，包括光源、导光介质、光电转换接收器及处理模块；所述导光介质具有入射面、第一反射面、及出射面，所述入射面、第一反射面及出射面均为平面状，所述第一反射面与液面相交，所述第一反射面包括以所述液面为分界线的第一子反射面和第二子反射面；
所述光源发出的光束经所述入射面射入至所述导光介质内，再射向所述第一反射面，最后经所述出射面射出所述导光介质并射入至所述光电转换接器；所述光束以相同角度照射在所述第一子反射面、第二子反射面、及所述第一子反射面与第二子反射面的交界处；
所述处理模块用于根据所述光电转换接收器接收到的光线强度生成光强图像、并根据所述光强图像的突变位置计算出液面位置；
所述光电转换接收器连接在第二直线移动机构上，所述光电转换接收器在所述第二直线移动机构的带动下相对所述导光介质直线移动，以依次接收经所述第一子反射面和所述第二子反射面反射的光束。
其中，所述光源相对导光介质固定设置，所述光源射出的光束为平行光，所述光束同时照射至所述第一子反射面、第二子反射面、及所述第一子反射面与第二子反射面的交界处。
其中，所述第二直线移动机构为电机驱动的滚珠丝杆机构、或电机驱动的齿轮齿条机构。
本实用新型提供的液面侦测系统，导光介质位于液面位置处，液面将第一反射面划分为第一子反射面和第二子反射面，光束以相同角度照射在第一子反射面和第二子反射面上时产生的折射角度不一样，光强损耗不一样，因而经第一子反射面和第二子反射面射入到光电转换接收器的光束光强不一样，处理模块生成的光强图像中的光强曲线会有一突变位置，该突变位置即第一、第二子反射面的分界线的位置，也是液面的位置，从而可以根据光束经过导光介质后光强的变化位置得出液面的位置；当液体浓度、温度变化或受环境限制时，光束在第一、第二子反射面的交界处都依然会产生光强变化，因而可以保证测试准确性。
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是本实用新型第一实施例提供的液面侦测系统的结构示意图；
图2是本实用新型第二实施例提供的液面侦测系统的结构示意图；
图3是本实用新型第三实施例提供的液面侦测系统的结构示意图；
图4是本实用新型第四实施例提供的液面侦测系统的结构示意图；
图5是本实用新型第五实施例提供的液面侦测系统的结构示意图。
具体实施方式
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。
本实用新型中优选实施例提供的一种液面侦测系统，包括光源1、导光介质 2、光电转换接收器3及处理模块4。光源1发出光束射入导光介质2，光束通过导光介质2的结构进行光路转换再从导光介质2中射出，并进入光电转换接收器3，光电转换接收器3可以对接收的光束进行光电转换，即将光强信号转化为电信号，处理模块4将转换后的电信号进行分析生成光强图像，并根据所述光强图像的突变位置计算出液面位置。
导光介质2具有入射面21、第一反射面22、及出射面23，入射面21、第一反射面22及出射面23均为平面状，第一反射面22与液面90相交，第一反射面 22包括以液面90为分界线的第一子反射面22a和第二子反射面22b。光源1发出的光束经入射面21射入至导光介质2内，再射向第一反射面22，最后经出射面23射出导光介质2并射入至光电转换接收器3；光束以相同角度照射在第一子反射面22a、第二子反射面22b、及第一子反射面22a与第二子反射面22b的交界处。处理模块4用于根据光电转换接收器3接收到的光线强度生成光强图像、并根据光强图像的突变位置计算出液面90位置。
使用时，导光介质2位于液面90位置处，液面90将导光介质2的第一反射面22划分为第一子反射面22a和第二子反射面22b，第一子反射面22a的两侧分别为导光介质2和空气，第二子反射面22b的两侧分别为导光介质2和液体，光束以相同角度照射在第一子反射面22a和第二子反射面22b上时产生的折射角度不一样，光强损耗不一样，因而经第一子反射面22a和第二子反射面22b射入到光电转换接收器3的光束光强不一样，处理模块4生成的光强图像中的光强曲线会有一突变位置，该突变位置即第一、第二子反射面的分界线的位置，也是液面90的位置，从而可以根据光束经过导光介质2后光强的变化位置得出液面90的位置。当液体浓度、温度变化或受环境限制时，光束在第一、第二子反射面的交界处都依然会产生光强变化，因而可以保证测试准确性。
作为优选，光源1为红外光源，利于接收及光电转换。
作为优选，光源1发出的光束垂直于入射面21，可以降低在因折射在入射面21处的光强损耗，且利于使得光束以预设的角度照射在第一反射面22上。此处，在其他实施例中，光束也可以以其他角度射入入射面。光束照射在第一反射面22上的入射角优选为导光介质2与空气之间发射折射的临界角，以利于光束在导光介质2与液体之间的第二子反射面22b处发生折射，以增强光强损耗。
光束在第一子反射面22a处发生全反射、在第二子反射面22b处发生反射及折射，可以避免光束在第一子反射面22a处因折射而产生光强损耗，增大第一子反射面22a和第二子反射面22b之间反射光束的光强差，利于后期根据光强突变位置确定液面90位置。此处，可以根据导光介质2、液体的折射率确定光束照射在第一反射面22上的角度，以便于使得光束在第一子反射面22a处发生全反射、在第二子反射面22b处发生反射及折射。
作为优选，导光介质2内射向出射面23的光束垂直于出射面23，以降低光束在出射面23处的光强损耗。此处，在其他实施例中，射向出射面23的光束也可以以其他角度从出射面23射出。
出射面23与入射面24可以平行设置，以方便导光介质2的加工成型，利于出射角度控制。进一步，出射面23与入射面24可以位于同一平面上，可以进一步利于导光介质2的加工制备，保证出射面23与入射面24相互平行。
导光介质2还具有第二反射面24，光束经过第二反射面24反射后再通过出射面23射出。利用第二反射面24，可以将光束反射至出射面23处，当然，在其他实施方式中，亦可以不设置第二反射面24，光束经第一反射面22反射后直接经出射面23射出。
第一反射面22与第二反射面24呈轴对称结构，二者的对称轴垂直于液面 90；第二反射面24与液面90相交，第二反射面24包括以液面90为分界线的第三子反射面24a和第四子反射面24b；经第一反射面22反射后的光束平行于液面90，从而可以使得，经第一子反射面22a反射后的光束射向第三子反射面24a 再射向出射面23，经第二子反射面22b反射后的光束射向第四子反射面24b再射向出射面23。由于第一反射面22与第二反射面24的对称轴垂直于液面90，光束经第一子反射面22a全反射后在第三子反射面24a处亦会发生全反射，光束在第二子反射面22b处发生折射及反射，在第四子反射面24b处亦会发生折射及反射，可以增大光束在液面90以下位置处的光强损耗，使得光束在液面90分界处的光强差较大，提高突变程度，利于准确得出液面90的位置。
本实施例中，更具体地，导光介质2为直角等腰棱柱，其两个直角面分别形成第一反射面22和第二反射面24，其斜面平行于液面90设置，出射面23和入射面21均形成在直角等腰棱柱的斜面处，即入射面21与入射面21位于同一平面上，第一反射面22垂直于第二反射面24。导光介质2整体结构简单，利于加工成型。
进一步，光源1射出的光束为平行光，光束同时照射至第一子反射面22a、第二子反射面22b、及第一子反射面22a与第二子反射面22b的交界处。光电转换接收器3的接收处可以为面状，能够同时接收经第一子反射面22a、第二子反射面22b反射后的光束，以生成光强图像。
本实施例提供的液面侦测系统，在使用过程中，将导光介质2置于容有液体的容器中，其导光介质2的顶面(直角等腰棱柱的斜面)位于光源1与光电转换接收器3的下方且平行于液面90放置，光源1与光电转换接收器3位于一条直线上且垂直于导光介质2的棱，光束垂直入射到等腰直角容柱中并与直角边所在的直角面即第一反射面22相交，当交点位于液面90上方时，即光束射在第一子反射面22a上时，光束在交点处发生全反射，反射光束导光介质2另一直角边所在的直接面即第三子反射面24a上再次发生全反射，最终反射光束透射出导光介质2被光电转换接收器3所接收；当交点位于液面90下方时，光束在第二子反射面22b及第四子反射面24b上不满足全反射条件，发生两次反射和两次折射，最后反射光透射出导光介质2入射到光电转换接收器3上，使得光电转换接收器3采集到的光强相对较弱，即图像信号在液面90对应处发生突变，光强信号的特征反映在光电转换器所获取的图像信号中，利用光电转换接收器3强度信号的输出值特征可以判定液面90位置。
在上述实施方式中，光源1可以相对导光介质2固定设置，此处，光源1可以为设置为可以移动的光源1，如图2所示本实用新型第二实施例提供的液面侦测系统，光源1安装在第一直线移动机构(图中未示出)上，光源1在第一直线移动机构的带动下相对导光介质2直线移动，以使光束依次照射至第一子反射面22a和第二子反射面22b。光电转换接收器3可以为固定不动，其接收处可以为面状，依次接收经第一子反射面22a、第二子反射面22b反射后的光束。
在上述实施方式中，光电转换接收器3均相对导光介质2固定设置，其光束接收处为面状，能够同时接收经第一子反射面和第二子反射面反射的光束。作为其他的实施方式，光源转换接收器3亦可以设置为可以移动，如图3所示本实用新型第三实施例提供的液面侦测系统，光源1射出的光束为平行光，光束同时照射至第一子反射面22a、第二子反射面22b、及第一子反射面22a与第二子反射面22b的交界处，光电转换接收器3连接在第二直线移动机构(图中未示出)上，光电转换接收器3在第二直线移动机构的带动下相对导光介质2直线移动，以依次接收经第一子反射面22a和第二子反射面22b反射的光束，液面侦测系统的导光介质2可以与第一实施例相同，此处不再赘述。
如图4所示本实用新型第四实施例提供的液面侦测系统，导光介质2与第一实施例相同，光源1安装在一第一直线移动机构(图中未示出)上，光源1在第一直线移动机构的带动下直线移动，以使光束依次照射至第一子反射面22a和第二子反射面22b。光电转换接收器3连接在一第二直线移动机构上，光电转换接收器3在第二直线移动机构的带动下直线移动，以依次接收经第一子反射面 22a和第二子反射面22b反射的光束，光源1及光电转换接收器3的移动速度相同，以便能够对应接收到反射后的光束。第一直线移动机构和第二直线移动机构可以采用同一电机驱动，以保证二者的移动速度相同。
如图5所示，本实用新型第五实施例提供的液面侦测系统。导光介质2的入射面21及第一反射面22与前述实施例相同，此处不再赘述。与前述实施例不同的是，本实施例中，导光介质2上没有设置第二反射面，出射面23与入射面 21之间形成有夹角而并非平行设置，光束经第一反射面22反射后直接经出射面 23射出，导光介质2可以安装至容器的侧边上，且出射面23位于容器外侧处，光电转换接收器3对应出射面23设置，光电转换接收器3位于容器侧壁外侧。此处，如容器的器壁为透明材质，出射面23也可以位于容器的内侧，从出射面 23射出的光束穿设器壁再射向光转转换接收器。出射面23与入射面21可以垂直设置，具体地，导光介质2为直角等腰棱柱，其两个直角面分别形成出射面23 和入射面21，第一反射面22形成在直角等腰棱柱的斜面上。
光源1可以如第一实施例中固定设置，也可以如第二实施例中直线移动设置，光电转换接收器3可以如第一实施例中固定设置，也可以如第三实施例中直线移动设置。
在上述第二至第四实施例中的直线移动机构，均可以采用已知的各类直线移动机构，例如电机驱动的滚珠丝杆机构或齿轮齿条机构，或者气缸等。
请参见图1，本实用新型对应前述的液面侦测系统还提供了一种液面侦测方法，包括以下步骤。
提供一导光介质2，导光介质2具有入射面21、第一反射面22、及出射面 23，入射面21、第一反射面22及出射面23均为平面状。
将导光介质2置于液面90处，第一反射面22与液面90相交；第一反射面 22包括以液面90为分界线的第一子反射面22a和第二子反射面22b。
将光束经入射面21射入至导光介质2内，再射向第一反射面22，最后经出射面23射出导光介质2；光束以相同角度照射在第一子反射面22a、第二子反射面22b、及第一子反射面22a与第二子反射面22b的交界处。
根据从出射面23射出的光束的光线强度生成光强图像，根据光强图像的突变位置处得出液面90位置。此处，可以利用处理模块4将光电转换接收器3的电信号生成光强图像。
导光介质2位于液面90位置处，液面90将导光介质2的第一反射面22划分为第一子反射面22a和第二子反射面22b。第一子反射面22a位于液面90上方，其两侧分别为导光介质2和空气；第二子反射面22b位于液面90下方，其两侧分别为导光介质2和液体。光束以相同角度照射在第一子反射面22a和第二子反射面22b上时产生的折射角度不一样，光强损耗不一样，因而经第一子反射面22a和第二子反射面22b反射后从出光面射出的光束光强不同，在生成的光强图像上，光强曲线会有一突变位置，该突变位置即第一、第二子反射面22b的分界线的位置，也是液面90的位置，从而可以根据光束经过导光介质2后光强的变化位置得出液面90的位置。当液体浓度、温度变化或受环境限制时，光束在第一、第二子反射面22b的交界处都依然会产生光强变化，因而可以保证测试准确性。此处，可以通过光电转换接收器3接收从出射面23射出的光强，光电转换接收器3电连接于处理模块4，通过处理模块4生成光强图像并可分析得出液面90位置。
光束在第一子反射面22a处发生全反射、在第二子反射面22b处发生反射及折射，可以避免光束在第一子反射面22a处因折射而产生光强损耗，增大第一子反射面22a和第二子反射面22b之间反射光束的光强差，利于后期根据光强突变位置确定液面90位置。此处，可以根据导光介质2、液体的折射率确定光束照射在第一反射面22上的角度，以便于使得光束在第一子反射面22a处发生全反射、在第二子反射面22b处发生反射及折射。
导光介质2的结构可以与第一实施例或第五实施例相同，本实施例中，导光介质2的结构如图1中所示。在步骤将光束经入射面21射入至导光介质2内中，可以使光束垂直于入射面21射入，以降低光束在出射面23处的光强损耗。射向出射面23的光束可以垂直于出射面23，以降低光束在出射面23处的光强损耗。
本实施例中，导光介质2还具有第二反射面24，第一反射面22与第二反射面24呈轴对称结构，二者的对称轴垂直于液面；经第一反射面22反射后的光束平行于液面90射向第二反射面24，第二反射面24与液面90相交，第二反射面 24包括以液面90为分界线的第三子反射面24a和第二子反射面24b。经第一子反射面22a全反射后的光束在第三子反射面24a上发生全反射，再射向出射面 23；经第二子反射面22b反射后的光束在第四子反射面24b上发生反射及折射，经第四子反射面24b反射后的光束射向出射面23。
光束可以在导光介质2内经过两次反射，光束在第一反射面22位于液面上方的第一子反射面22a和第三子反射面24a上发生两次全反射，其光强损耗较小，光束在第二子反射面22b和第四子反射面24b上发生两次反射和两次折射，光强损耗较大，从出射面射出的光束生成的光强图像上，可以明显得出光束在液面上方和液面下方反射之间突变位置，从而可以分析出液面的位置。
本实施例中，光束可以同时照射于第一子反射面22a、第二子反射面22b上及二者的交界处，光电转换接收器可以相对导光介质固定设置，其接收面可以为面状，同时接收所有从出射面射出的光束。在其他实施方式中，光电转换接收器可以相对导光介质移动设置，接收面可以较小，光电转换接收器通过直线移动机构带动进行直线移动，依次接收经第一子反射面22a和第二子反射面22b反射后的光束；另外，光源也可以移动设置，使得光束可移动地依次照射于第一子反射面22a和第二子反射面22b。
在上述各实施方式中，“液面”所指为液体与气体之间的交界面，在其他实施方式中，“液面”还可以为不同液体之间的交界面。
以上的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种液面侦测系统，其特征在于，包括光源、导光介质、光电转换接收器及处理模块；所述导光介质具有入射面、第一反射面、及出射面，所述入射面、第一反射面及出射面均为平面状，所述第一反射面与液面相交，所述第一反射面包括以所述液面为分界线的第一子反射面和第二子反射面；
所述光源发出的光束经所述入射面射入至所述导光介质内，再射向所述第一反射面，最后经所述出射面射出所述导光介质并射入至所述光电转换接器；所述光束以相同角度照射在所述第一子反射面、第二子反射面、及所述第一子反射面与第二子反射面的交界处；
所述处理模块用于根据所述光电转换接收器接收到的光线强度生成光强图像、并根据所述光强图像的突变位置计算出液面位置；
所述光源安装在第一直线移动机构上，所述光源在所述第一直线移动机构的带动下相对所述导光介质直线移动，以使所述光束依次照射至第一子反射面和第二子反射面。
2.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述光电转换接收器相对所述导光介质固定设置，其光束接收处为面状，能够同时接收经所述第一子反射面和所述第二子反射面反射的光束。
3.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述光电转换接收器连接在第二直线移动机构上，所述光电转换接收器在所述第二直线移动机构的带动下相对所述导光介质直线移动，以依次接收经所述第一子反射面和所述第二子反射面反射的光束。
4.根据权利要求3所述的液面侦测系统，其特征在于，所述第一直线移动机构为电机驱动的滚珠丝杆机构、或电机驱动的齿轮齿条机构；
所述第二直线移动机构为电机驱动的滚珠丝杆机构、或电机驱动的齿轮齿条机构。
5.根据权利要求3所述的液面侦测系统，其特征在于，所述第一直线移动机构与所述第二直线移动机构为同一电机驱动。
6.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述光源发出的光束垂直于所述入射面。
7.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述光束在所述第一子反射面处发生全反射、在第二子反射面处发生反射及折射。
8.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述导光介质还具有第二反射面，所述光束经过所述第二反射面反射后再通过所述出射面射出。
9.根据权利要求8所述的液面侦测系统，其特征在于，所述第一反射面与所述第二反射面呈轴对称结构，二者的对称轴垂直于液面；经所述第一反射面反射后的光束平行于液面射向第二反射面；所述第二反射面与所述液面相交。
10.根据权利要求9所述的液面侦测系统，其特征在于，所述第二反射面包括以液面为分界线的第三子反射面和第四子反射面；所述光束在所述第三子反射面处发生全反射、在第四子反射面处发生反射及折射。
11.根据权利要求9所述的液面侦测系统，其特征在于，所述第一反射面垂直于所述第二反射面。
12.根据权利要求8所述的液面侦测系统，其特征在于，所述导光介质为直角等腰棱柱，其两个直角面分别形成所述第一反射面和所述第二反射面，所述出射面和所述入射面均形成在直角等腰棱柱的斜面上。
13.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述入射面与所述入射面位于同一平面上。
14.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述导光介质内射向所述出射面的光束垂直于所述出射面。
15.根据权利要求1所述的液面侦测系统，其特征在于，所述导光介质为直角等腰棱柱，其两个直角面分别形成出射面和入射面，所述第一反射面形成在直角等腰棱柱的斜面上。
16.一种液面侦测系统，其特征在于，包括光源、导光介质、光电转换接收器及处理模块；所述导光介质具有入射面、第一反射面、及出射面，所述入射面、第一反射面及出射面均为平面状，所述第一反射面与液面相交，所述第一反射面包括以所述液面为分界线的第一子反射面和第二子反射面；
所述光源发出的光束经所述入射面射入至所述导光介质内，再射向所述第一反射面，最后经所述出射面射出所述导光介质并射入至所述光电转换接器；所述光束以相同角度照射在所述第一子反射面、第二子反射面、及所述第一子反射面与第二子反射面的交界处；
所述处理模块用于根据所述光电转换接收器接收到的光线强度生成光强图像、并根据所述光强图像的突变位置计算出液面位置；
所述光电转换接收器连接在第二直线移动机构上，所述光电转换接收器在所述第二直线移动机构的带动下相对所述导光介质直线移动，以依次接收经所述第一子反射面和所述第二子反射面反射的光束。
17.根据权利要求16所述的液面侦测系统，其特征在于，所述光源相对导光介质固定设置，所述光源射出的光束为平行光，所述光束同时照射至所述第一子反射面、第二子反射面、及所述第一子反射面与第二子反射面的交界处。
18.根据权利要求16所述的液面侦测系统，其特征在于，所述第二直线移动机构为电机驱动的滚珠丝杆机构、或电机驱动的齿轮齿条机构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112985543A (zh) * 2021-02-25 2021-06-18 长江存储科技有限责任公司 储液槽储液状态侦测方法及装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6822897B2 (ja) * 2017-05-19 2021-01-27 サンデン・リテールシステム株式会社 飲料供給装置
CN111811618A (zh) * 2020-07-24 2020-10-23 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种模型试验用高精度水位自动测量仪
CN112304393B (zh) * 2020-10-28 2023-08-08 浙江传媒学院 液位测量装置和方法、加油机检定系统和方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672390B1 (fr) * 1991-02-01 1994-12-30 Seb Sa Detecteur de remplissage, de presence et de positionnement d'un reservoir de liquide.
JPH06331421A (ja) * 1993-05-18 1994-12-02 Nippon Bunkou Gijutsu Kenkyusho:Kk 液面検出装置
JP3507125B2 (ja) * 1994-05-20 2004-03-15 キヤノン株式会社 液体有無検知装置、液体有無検知方法、および、液体有無検知装置に用いられるタンク
US6274880B1 (en) * 1998-07-31 2001-08-14 Hewlett-Packard Company Fluid level sensing system and method having controlled surface pairs
US6668645B1 (en) * 2002-06-18 2003-12-30 Ti Group Automotive Systems, L.L.C. Optical fuel level sensor
JP2004198376A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Yazaki Corp 液面検知装置
GB0521800D0 (en) * 2005-10-26 2005-12-07 Trw Ltd Optical fluid level detector
IL187597A0 (en) * 2007-11-22 2008-03-20 Dekel Tzidon Fluid level indicator
US7581442B1 (en) * 2008-03-04 2009-09-01 Microsoft Corporation Optically monitoring fullness of fluid container
JP4999869B2 (ja) * 2009-01-16 2012-08-15 三菱電機株式会社 水位検知装置及び加熱調理器
CN101788320B (zh) * 2010-03-17 2011-11-16 哈尔滨工程大学 基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量方法及测量装置
CN101782419B (zh) * 2010-03-17 2011-06-22 哈尔滨工程大学 基于等腰直角三角棱镜的液位测量方法及测量装置
CN201974214U (zh) * 2011-03-23 2011-09-14 哈尔滨工程大学 基于线阵ccd与透明管的液位测量装置
DE102011089703B3 (de) * 2011-12-22 2013-05-23 Continental Automotive Gmbh Optische Messanordnung zur Bestimmung eines Füllstands und/oder einer Konzentration einer Flüssigkeit
JP6469977B2 (ja) * 2014-07-09 2019-02-13 オリンパス株式会社 標本観察装置および標本観察方法
PL3551971T3 (pl) * 2016-12-12 2022-08-16 Illinois Tool Works, Inc. Optyczny czujnik poziomu dla wyjmowanego pojemnika na środek piorący
US10175167B2 (en) * 2017-03-28 2019-01-08 Te Connectivity Corporation Optical sensor for detecting accumulation of a material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112985543A (zh) * 2021-02-25 2021-06-18 长江存储科技有限责任公司 储液槽储液状态侦测方法及装置

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