CN213902546U - 传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种传感器，所述传感器用于检测容器液位高度，传感器包括：壳体，壳体包括探测部、固定部和控制部，探测部用于伸入待测容器内部，以检测容器内的液位，固定部用于与待测容器连接固定，探测部、固定部与控制部固定连接；电路板，电路板安装于控制部内；红外线探测组件，红外线探测组件包括红外线发射装置、红外线接收装置、导光件和检测棱镜，红外线发射装置和红外线接收装置分别安装于电路板的两侧，导光件包括第一导光件和第二导光件，第一导光件与红外线发射装置连接，第二导光件与红外线接收装置连接，检测棱镜设置于探测部。由于传感器包含电路板的元器件无需伸入待测容器内，因此传感器在工作时所能承受的温度更高。

Description

传感器

技术领域

本实用新型涉及液位测量设备领域，特别涉及一种传感器。

背景技术

光电液位传感器是一种新型接触式点液位测控装置，利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理，完成对容器液位的检测。光电液位传感器具有结构简单、定位精度高，使用过程简单，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。

然而在现有技术中，光电液位传感器仅能在80摄氏度以下的温度工作，因此实际应用时在耐温程度和适用范围上仍然存在较大的局限性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种传感器，旨在解决现有技术中光电液位传感器仅能在80摄氏度以下的温度工作，实际应用时在耐温程度和适用范围上存在较大局限性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种传感器，用于检测容器液位高度，其特征在于，所述传感器包括：

壳体，所述壳体包括探测部、固定部和控制部，所述探测部位于位于所述固定部的一端，所述控制部位于所述固定部的另一端，所述探测部用于伸入待测容器内部，以检测容器内的液位，所述固定部用于与待测容器连接固定，所述探测部与所述固定部固定连接，所述固定部与所述控制部固定连接；

电路板，所述电路板安装于所述控制部内；

红外线探测组件，所述红外线探测组件包括红外线发射装置、红外线接收装置、导光件和检测棱镜，所述红外线发射装置与所述电路板连接，所述红外线接收装置与所述电路板连接，所述红外线发射装置与所述红外线接收装置分别安装于所述电路板的对称的两侧，且所述红外线发射装置的发射端朝向所述探测部，所述红外线接收装置的接收端朝向所述探测部，所述导光件包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件设置于所述红外线发射装置的发射端，并朝所述探测部的方向延伸，所述第二导光件设置于所述红外线接收装置的接收端，并朝所述探测部的方向延伸，所述检测棱镜设置于所述探测部的外表面。

可选地，所述第一导光件的长度和所述第二导光件的长度均大于所述探测部与所述固定部的长度之和。

可选地，所述第一导光件靠近所述探测部的一端，以及所述第二导光件靠近所述探测部的一端，均固定于所述探测部的内壁。

可选地，所述探测部的外径小于所述固定部的外径。

可选地，所述固定部的外径小于所述控制部的外径。

可选地，所述传感器还包括底盖，所述底盖与所述壳体连接安装。

可选地，所述传感器还包括报警装置，所述报警装置与所述电路板连接，所述报警装置设置于所述底盖的外表面。

可选地，所述报警装置为显示报警装置或声音报警装置中至少一种。

可选地，所述固定部的外表面设置有螺牙。

可选地，所述探测部的外形为圆锥形。

本实用新型中，通过在传感器的控制部内设置电路板、红外线发射装置和红外线接收装置，对红外线发射装置的发射端和红外线接收装置的接收端分别设置第一导光件和第二导光件，使红外线从红外线发射装置的发射端发出后，通过第一导光件的导向作用到达设置于探测部的检测棱镜，根据红外线的反射和折射原理，红外线通过第二导光件返回红外线接收装置的接收端，或者红外线不返回红外线接收装置的接收端，最终根据红外线接收装置对红外线的接收结果完成对于待测容器内液位高度的检测；由于包含电路板、红外线发射装置和红外线接收装置的元器件设置于控制部，控制部在传感器对待测容器的液位进行检测过程中处于待测容器外部，从而减小待测容器内液体的高温对元器件的影响，提高了传感器实际应用时的耐温程度，扩大了传感器的适用范围，解决了现有技术中光电液位传感器仅能在80摄氏度以下的温度工作的技术问题。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型传感器一实施例的主视图；

图2为图1中传感器的剖视图；

图3为图1中电路板的电路图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	传感器	31	红外线发射装置
10	壳体	32	红外线接收装置
				11	探测部	33	导光件
12	固定部	331	第一导光件
				13	控制部	332	第二导光件
20	电路板	40	底盖
				30	红外线探测组件

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种传感器100，用于检测容器液位高度，所述传感器100包括：

壳体10，所述壳体10包括探测部11、固定部12和控制部13，所述探测部11位于所述固定部12的一端，所述控制部13位于所述固定部12的另一端，所述探测部11用于伸入待测容器内部，以检测容器内的液位，所述固定部12用于与待测容器连接固定所述探测部11与所述固定部12固定连接，所述固定部12与所述控制部13固定连接；

电路板20，所述电路板20安装于所述控制部13内；

所述红外线发射装置31与所述电路板20连接，所述红外线接收装置32与所述电路板20连接，所述红外线发射装置31与所述红外线接收装置32分别安装于所述电路板20的对称的两侧，且所述红外线发射装置31的发射端朝向所述探测部11，所述红外线接收装置32的接收端朝向所述探测部11，所述导光件33包括第一导光件331和第二导光件332，所述第一导光件331设置于所述红外线发射装置31的发射端，并朝所述探测部11的方向延伸，所述第二导光件332设置于所述红外线接收装置32的接收端，并朝所述探测部11的方向延伸，所述检测棱镜设置于所述探测部11的外表面。

如图1和图2所示，通过在传感器100的控制部13内设置电路板20、红外线发射装置31和红外线接收装置32，对红外线发射装置31的发射端设置第一导光件331和红外线接收装置32的接收端设置第二导光件332，使红外线通过第一导光件331的导向作用到达设置于探测部11的外表面的检测棱镜，根据红外线的反射和折射原理，红外线通过第二导光件332返回红外线接收装置32的接收端，或者红外线不返回红外线接收装置32的接收端，根据红外线接收装置32对红外线的接收结果完成对于待测容器内液位高度的检测。

在本实施例中，当传感器100对待测容器的液位进行检测时，电路板20控制红外线发射装置31发出红外线，若待测容器内液位高位没有到达传感器100的探测部11，红外线在第一导光件331的导向作用下通过空气到达设置于探测部11的检测棱镜，经过两次反射后沿同一方向通过第二导光件332返回到达红外线接收装置32，根据红外线接收装置32对于红外线的接收结果，可以判断待测容器内的液位没有到达传感器100的探测部11；

若待测容器内液位高位已经到达或者高于传感器100的探测部11，红外线在第一导光件331的导向作用下通过待测容器内的液体到达设置于探测部11的检测棱镜，由于红外线在液体中发生折射，因此红外线在到达检测棱镜并发生反射后，其路径相较于通过空气到达检测棱镜发生反射的路径发生了改变，导致仅有少量甚至没有红外线能够通过第二导光件332返回到达红外线接收器，根据红外线接收装置32对于红外线的接收结果，可以判断待测容器内的液位已经到达或者高于传感器100的探测部11，则电路板20对传感器100连接的装置输出数字信号。

由于在传感器100中，包含电路板20、红外线发射装置31和红外线接收装置32的元器件设置于控制部13，控制部13在传感器100对待测容器的液位进行检测过程中处于待测容器外部，因此减小了待测容器内液体的高温对传感器100内元器件的影响，并且在第一导光件331和第二导光件332的辅助作用下，红外线发射装置31与红外线接收装置32在不贴近检测棱镜的位置中，也能起到检测作用，提高了传感器100实际应用时的耐温程度，扩大了传感器100的适用范围，解决了现有技术中光电液位传感器100仅能在80摄氏度以下的温度工作的技术问题。

本实用新型所公开的传感器100可在高达130摄氏度的工作环境下正常工作。

此外，在现有技术中的光电液位传感器100，需要在外壳内填充黑色环氧灌封料以用于防水和耐高温，在填充过程中可能会发生溢胶，影响光信号的传输，从而光电液位传感器100本身的性能。本实用新型公开的传感器100，无需在外壳内填充黑色环氧灌封料，因此不会发生溢胶的情况，同时还缩短了传感器100的加工过程，降低了生产难度和生产成本。

进一步地，如图2所示，所述第一导光件的长度和所述第二导光件的长度均大于所述探测部11与所述固定部12的长度之和。由于第一导光件331设置于红外线发射装置31的发射端，第一导光件332设置于红外线接收装置32的接收端，并且红外线发射装置31和红外线接收装置32设置于控制部13，因此所述第一导光件和所述第二导光件必须具有足够的长度，尽可能接近设置于探测部11的检测棱镜，以保证红外线从设置于控制部13的红外线发射装置31中发出后准确到达检测棱镜，以及在经过检测棱镜发射后再次回到第二导光件332中，最后回到红外线接收装置32。

进一步地，如图2所示，所述第一导光件331靠近所述探测部11的一端，以及所述第二导光件332靠近所述探测部11的一端，均固定于所述探测部11的内壁。具体地，第一导光件331靠近所述探测部11的一端固定于探测部11内壁，以保证红外线从红外线发射装置31的发射端发出后，以设定好的角度到达检测棱镜；若第一导光件331靠近所述探测部11的一端处于悬空状态，则第一导光件331可能发生摇晃的情况，从而影响第一导光件331的导向作用，使红外线不能以设定好的角度到达检测棱镜，进而影响传感器100的性能。同理，第二导光件332靠近所述探测部11的一端固定于探测部11内壁，以保证红外线在不通过液体的情况下，经过在检测棱镜表面发生反射后准确通过第二导光件332，返回红外线接收装置32的接收端。

进一步地，如图1所示，所述探测部11的外径小于所述固定部12的外径。如此，可便于传感器100与待测容器进行装配固定的过程，避免在装配固定过程中待测容器对设置于探测部11的检测棱镜产生摩擦碰撞，从而影响传感器100的性能。

进一步地，如图1所示，所述固定部12的外径小于所述控制部13的外径。由于固定部12的外径小于控制部13的外径，在传感器100与待测容器进行装配固定的过程中，固定部12伸入待测容器，控制部13可对待测容器产生抵持作用，从而使传感器100与待测容器的装配连接更稳定；同时在传感器100与待测容器进行装配固定的过程中，操作人员也不必时刻留意控制部13是否会进入待测容器内部，对装配固定的操作更为便利。

此外，如图1所示，所述控制部13的外形为六边形，以配合扳手的形状，使操作人员在传感器100与待测容器进行装配固定的过程中，操作更为方便。

进一步地，如图1和图2所示，所述传感器100还包括底盖40，所述底盖40与所述壳体10连接安装。具体地，所述底盖40以冷铆方式与壳体10固定，以防止外界对传感器100内部的元器件产生干涉和影响。同时，壳体10内部的空气与壳体10外部的空气通过底盖40连接流通，有助于传感器100内部空气的散热。

此外，传感器100还包括电路板，所述电路板20安装于所述电路板，所述电路板固定安装于底盖40。

进一步地，所述传感器100还包括报警装置，所述报警装置与所述电路板20连接，所述报警装置设置于所述底盖40。由于报警装置设置于底盖40的外表面，处于待测容器外部，当待测容器内的液位高度到达或者超过传感器100的探测部11时，电路板20控制报警装置进行报警，此时操作人员可以通过报警装置直观地获取关于待测容器内的液位信息，且便于实时监控传感器100与外部其他装置的连接是否出现问题，并及时针对性地采取维护措施。

进一步地，所述报警装置为显示报警装置或声音报警装置中至少一种。具体地，所述报警装置可采用显示灯，通过显示灯的点亮或熄灭反映待测容器内的液位信息，或者，所述报警装置可采用警报器，通过声音的形式反映待测容器内的液位信息，此外报警装置还可以同时包括显示报警装置和声音报警装置。

进一步地，如图1所示，所述固定部12的外表面设置有螺牙。如此，通过固定部12外表面的螺牙与待测容器对应的螺纹进行连接，以便于传感器100与待测容器的装配固定。

进一步地，如图1所示，所述探测部11的外形为圆锥形。把探测部11的外形设置为圆锥形，是为了防止在传感器100进行液位探测过程中，探测部11出现液体挂壁的情况，从而影响传感器100的性能。具体地，探测部11外形为顶角为90度的圆锥形，以便于检测棱镜设置于探测部11，降低加工难度。

此外，探测部11的外形也可设置为半球形，同时可以达到防止在传感器100进行液位探测过程中，探测部11出现液体挂壁的效果，但此时检测棱镜的角度设置也需要做对应的调整。

如图3所示，所述传感器内部的电路连接为：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；所述线性稳压电路包括LM317，所述LM317的输入端接5-24V直流电源，LM317的调节端接电阻R6后接地，LM317的输出端接电阻R7后串联电阻R6后接地，且输出端接主控芯片U1的第1引脚同时并联连接红外电路，所述红外电路包括并联设置的红外线发射二极管(IR26)D和红外线接收三极管(PT26)Q，所述红外线发射二极管D的正极连接红外线接收三极管Q的集电极后接正4.8V电压，红外线发射二极管D的负极串联连接限流电阻R2后接地，红外线接收三极管Q的发射极串联连接下拉电阻R1后接地；所述红外线接收三极管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；所述下拉电阻R1和限流电阻R2之间引出导线接入主控芯片U1的第8引脚；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。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种传感器，用于检测容器液位高度，其特征在于，所述传感器包括：

壳体，所述壳体包括探测部、固定部和控制部，所述探测部位于所述固定部的一端，所述控制部位于所述固定部的另一端，所述探测部用于伸入待测容器内部，以检测容器内的液位，所述固定部用于与待测容器连接固定，所述探测部与所述固定部固定连接，所述固定部与所述控制部固定连接；

电路板，所述电路板安装于所述控制部内；

红外线探测组件，所述红外线探测组件包括红外线发射装置、红外线接收装置、导光件和检测棱镜，所述红外线发射装置与所述电路板连接，所述红外线接收装置与所述电路板连接，所述红外线发射装置与所述红外线接收装置分别安装于所述电路板的对称的两侧，且所述红外线发射装置的发射端朝向所述探测部，所述红外线接收装置的接收端朝向所述探测部，所述导光件包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件设置于所述红外线发射装置的发射端，并朝所述探测部的方向延伸，所述第二导光件设置于所述红外线接收装置的接收端，并朝所述探测部的方向延伸，所述检测棱镜设置于所述探测部的外表面。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一导光件的长度和所述第二导光件的长度均大于所述探测部与所述固定部的长度之和。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述第一导光件靠近所述探测部的一端，以及所述第二导光件靠近所述探测部的一端，均固定于所述探测部的内壁。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述探测部的外径小于所述固定部的外径。

5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述固定部的外径小于所述控制部的外径。

6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括底盖，所述底盖与所述壳体连接安装。

7.如权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括报警装置，所述报警装置与所述电路板连接，所述报警装置设置于所述底盖的外表面。

8.如权利要求7所述的传感器，其特征在于，所述报警装置为显示报警装置或声音报警装置中至少一种。

9.如权利要求1至8任意一项所述的传感器，其特征在于，所述固定部的外表面设置有螺牙。

10.如权利要求1至8任意一项所述的传感器，其特征在于，所述探测部的外形为圆锥形。

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