CN218035252U - 一种管道式光电液位传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种管道式光电液位传感器，包括外壳结构、PCBA板和管道结构，外壳结构中设有安装内腔，PCBA板的底面设有光发射器和光接收器，且其设置在外壳结构的安装内腔中，光发射器的出光方向和光接收器的入光方向均垂直于安装内腔对应的内壁，管道结构与外壳结构采用透光材料一体成型，管道结构的内壁上设有与之一体成型的棱镜结构，且棱镜结构上设有第一光学棱镜面和第二光学棱镜面，第一光学棱镜面用于将光发射器所发出的光线反射至第二光学棱镜面，第二光学棱镜面用于将第一光学棱镜面反射至其上的光线反射至光接收器。该光电液位传感器优点如下：工艺简单，成本低，且无需考虑防水问题，同时管道结构内的液体流道为直通型，保证了检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及液位传感器技术领域，尤其涉及一种管道式光电液位传感器。
背景技术
光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射-折射原理，是一种新型接触式点液位测控装置，以单点检测，TTL兼容数字电平信号输出，适用于运输及军工等行业生产。光电液位传感器工作原理：产品内部包含一个光发射器和一个光接收器，光发射器所发出的光被导入传感器顶部的棱镜，当液体浸没光电液位传感器的棱镜时，则光折射到液体中，从而使光接收器收不到或只能接收到少量光线。光电液位传感器通过感应这一工况变化，光接收器可以驱动内部的电气开关，从而启动外部报警或控制电路。如果没有液体，则光发射器发出的光直接从棱镜反射回光接收器。
目前，市面上的管道式光电液位传感器的结构大多分为安装壳体和检测流道两部分，不但需要将两部分结构件进行连接，还需要考虑防水的密封性，工艺较复杂，造价成本较高。此外，正因为是两部分连接而成，易造成液体流道不通顺，且液体流道内棱镜位置处以及拐点和局部阻挡位置处极易造成杂质集结和产生气泡，干扰检测精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种管道式光电液位传感器，该光电液位传感器的管道结构与外壳结构、棱镜结构均一体成型，PCBA板安装于外壳结构内部，工艺简单，成本低，且无需考虑防水问题，同时管道结构内的液体流道为直通型，保证了检测精度。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种管道式光电液位传感器，包括外壳结构、PCBA板和管道结构；
所述外壳结构中设有一侧开口且与PCBA板相适配的安装内腔；
所述PCBA板的底面设有光发射器和光接收器，且其设置在外壳结构的安装内腔中，光发射器的出光方向和光接收器的入光方向均垂直于安装内腔对应的内壁；
所述管道结构与所述外壳结构采用透光材料一体成型，且其两端具有开口、其内腔与外壳结构的安装内腔无连通，管道结构的内壁上设有与之一体成型的棱镜结构，且棱镜结构上设有第一光学棱镜面和第二光学棱镜面，第一光学棱镜面用于将光发射器所发出的光线反射至第二光学棱镜面，第二光学棱镜面用于将第一光学棱镜面反射至其上的光线反射至光接收器。
进一步的，所述棱镜结构上位于第一光学棱镜面和第二光学棱镜面之间设有沟槽，沟槽的两侧面均垂直于光发射器所发出的光线经第一光学棱镜面反射后的方向。
进一步的，所述棱镜结构从管道结构一端延伸至管道结构的另一端。
进一步的，PCBA板上所设光发射器的出光方向与第一光学棱镜面之间呈45°，PCBA板上所设光接收器的入光方向与第二光学棱镜面之间呈45°。
进一步的，所述安装内腔的开口通过UV胶密封。
进一步的，所述安装内腔为T型结构，PCBA板插设在外壳结构的安装内腔中。
进一步的，所述PCBA板上设有与之采用焊接连接的电子线。
进一步的，所述光发射器为红外发光二极管，所述光接收器为红外光接收器。
进一步的，所述管道结构与所述外壳结构之间设有若干加强筋，且每一加强筋均与管道结构和外壳结构一体成型。
本实用新型的有益效果为：
该光电液位传感器的整个主体结构采用一体化设计，即外壳结构、管道结构、光学棱镜结构为一个整体，工艺简单，成本低，且无需考虑防水问题，同时管道结构内的液体流道为直通型，不存在拐弯或是局部阻挡的情况，液体流动更顺畅，而且液体内的杂质不易在棱镜结构上集结，液体流动过程中也不易产生气泡，从而保证了光电液位传感器的检测精度。
附图说明
图1为本实用新型光电液位传感器的拆分结构示意图(反面视角)；
图2为本实用新型光电液位传感器的拆分结构示意图(正面视角)；
图3为本实用新型光电液位传感器的结构示意图；
图4为本实用新型外壳结构与管道结构成型后的结构示意图(不含沟槽)；
图5为本实用新型外壳结构与管道结构成型后的剖面图；
图6为本实用新型外壳结构与管道结构成型后的结构示意图(含沟槽)。
标注说明：1、外壳结构，1-1、安装内腔，2、PCBA板，2-1、光发射器，2-2、光接收器，3、管道结构，3-1、棱镜结构，3-1-1、第一光学棱镜面，3-1-2、第二光学棱镜面，3-1-3、沟槽，4、加强筋，5、电子线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1-5所示，一种管道式光电液位传感器，包括外壳结构1、PCBA板2和管道结构3。
外壳结构1中设有一侧开口且与PCBA板2相适配的安装内腔1-1。
PCBA板2的底面设有光发射器2-1和光接收器2-2，且其设置在外壳结构1的安装内腔1-1中。光发射器2-1的出光方向和光接收器2-2的入光方向均垂直于安装内腔1-1对应的内壁。
优选的是，安装内腔1-1为T型结构，PCBA板2插设在外壳结构1的安装内腔1-1中。T型结构的安装内腔1-1利于容纳PCBA板2并对其进行限位。
上述技术方案中，PCBA板2上设有与之采用焊接连接的电子线5，电子线5用于连接电源和传递数据。此外，PCBA板2的顶面设有一些必要的元件。
PCBA板2设置在外壳结构1的安装内腔1-1中之后，安装内腔1-1的开口通过UV胶密封，一方面起到防尘、防水的作用，另一方面兼具加固PCBA板2的作用。
管道结构3与外壳结构1采用透光材料一体成型，且其两端具有开口、其内腔与外壳结构1的安装内腔1-1无连通，管道结构3的内壁上设有与之一体成型的棱镜结构3-1，且棱镜结构3-1上设有第一光学棱镜面3-1-1和第二光学棱镜面3-1-2，第一光学棱镜面3-1-1用于将光发射器2-1所发出的光线反射至第二光学棱镜面3-1-2，第二光学棱镜面3-1-2用于将第一光学棱镜面3-1-1反射至其上的光线反射至光接收器2-2。
按照上述结构设计，光发射器2-1所发出的光线可依次透过安装内腔1-1对应的内壁、经过第一光学棱镜面3-1-1反射、经过第二光学棱镜面3-1-2反射、透过安装内腔1-1对应的内壁，射入光接收器2-2，形成反射光路。
其中，透光材料一般采用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，又称作亚克力或有机玻璃)、PC(聚碳酸酯，又称作塑料)、PS(聚苯乙烯)等。
具体的，光发射器2-1为红外发光二极管，光接收器2-2为红外光接收器。
优选的是，管道结构3与外壳结构1之间设有若干加强筋4(包括垂直于管道结构3中轴线方向和平行于管道结构3中轴线方向)，且每一加强筋4均与管道结构3和外壳结构1一体成型，以提高管道结构3与外壳结构1整体的结构强度。
请参阅图6所示，作为其中一种优选的实施方式，棱镜结构3-1上位于第一光学棱镜面3-1-1和第二光学棱镜面3-1-2之间设有沟槽3-1-3，沟槽3-1-3的两侧面均垂直于光发射器2-1所发出的光线经第一光学棱镜面3-1-1反射后的方向，即光发射器2-1所发出的光线经第一光学棱镜面3-1-1反射后可以透过沟槽3-1-3的两侧面。
按照上述结构设计，在性能不变的情况下，能够更优越的保证棱镜结构3-1的稳定性，避免管道结构3或外壳结构1因棱镜结构3-1局部堆胶而产生缩水。
进一步优选的是，棱镜结构3-1从管道结构3一端延伸至管道结构3的另一端，利于管道结构3制作成型。
作为最佳的实施方式，PCBA板2上所设光发射器2-1的出光方向与第一光学棱镜面3-1-1之间呈45°，PCBA板2上所设光接收器2-2的入光方向与第二光学棱镜面3-1-2之间呈45°。
该光电液位传感器的使用方法如下：
将管道结构3一端与设备水箱容器的延伸管道连接、另一端按需连接。无液体经过管道结构3时，棱镜结构3-1将反射大部分光发射器2-1所发出的光线至光接收器2-2，而有液体经过管道结构3时，棱镜结构3-1将反射小部分光发射器2-1所发出的光线至光接收器2-2，进而通过光接收器2-2接收到光发射器2-1所发出光线的强弱来输出低电压信号和高电压信号，以此判定有水状态和无水状态。
总的来说，本实用新型的整个主体结构采用一体化设计，即外壳结构1、管道结构3、光学棱镜3-1结构为一个整体，工艺简单，成本低，且无需考虑防水问题，同时管道结构3内的液体流道为直通型，不存在拐弯或是局部阻挡的情况，液体流动更顺畅，而且液体内的杂质不易在棱镜结构3-1上集结，液体流动过程中也不易产生气泡，从而保证了光电液位传感器的检测精度。
当然，以上仅为本实用新型较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的使用范围，故，凡是在本实用新型原理上做等效改变均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种管道式光电液位传感器，其特征在于：包括外壳结构、PCBA板和管道结构；
所述外壳结构中设有一侧开口且与PCBA板相适配的安装内腔；
所述PCBA板的底面设有光发射器和光接收器，且其设置在外壳结构的安装内腔中，光发射器的出光方向和光接收器的入光方向均垂直于安装内腔对应的内壁；
所述管道结构与所述外壳结构采用透光材料一体成型，且其两端具有开口、其内腔与外壳结构的安装内腔无连通，管道结构的内壁上设有与之一体成型的棱镜结构，且棱镜结构上设有第一光学棱镜面和第二光学棱镜面，第一光学棱镜面用于将光发射器所发出的光线反射至第二光学棱镜面，第二光学棱镜面用于将第一光学棱镜面反射至其上的光线反射至光接收器。
2.根据权利要求1所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述棱镜结构上位于第一光学棱镜面和第二光学棱镜面之间设有沟槽，沟槽的两侧面均垂直于光发射器所发出的光线经第一光学棱镜面反射后的方向。
3.根据权利要求1或2所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述棱镜结构从管道结构一端延伸至管道结构的另一端。
4.根据权利要求1所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：PCBA板上所设光发射器的出光方向与第一光学棱镜面之间呈45°，PCBA板上所设光接收器的入光方向与第二光学棱镜面之间呈45°。
5.根据权利要求1所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述安装内腔的开口通过UV胶密封。
6.根据权利要求1或5所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述安装内腔为T型结构，PCBA板插设在外壳结构的安装内腔中。
7.根据权利要求1所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述PCBA板上设有与之采用焊接连接的电子线。
8.根据权利要求1或7所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述光发射器为红外发光二极管，所述光接收器为红外光接收器。
9.根据权利要求1所述的一种管道式光电液位传感器，其特征在于：所述管道结构与所述外壳结构之间设有若干加强筋，且每一加强筋均与管道结构和外壳结构一体成型。
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