CN219474739U - 一种具有折光结构的液位检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有折光结构的液位检测器，用于测量液体管路的液位，其中，液位检测器包括外壳组件和测试组件。外壳组件中形成有用于容置液体管路的容置通道，容置通道的相对两侧壁分别形成有发射口及接收口；测试组件包括光电发射件及光电接收件，光电发射件与光电接收件分别设于发射口及接收口，光电发射件发出光电信号通过发射口穿透液体管路再通过接收口由光电接收件接收；容置通道的内壁面设有折光结构，折光结构用于折射穿透液体管路后对应照射至容置通道内壁面的光电信号。本实用新型技术方案通过在容置通道内壁面设置折光结构，进一步地提高了液位检测器的测量精度。

Description

一种具有折光结构的液位检测器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种具有折光结构的液位检测器。

背景技术

在工农业生产及制造过程中，需要对液体液位进行测量或检测，尤其是在工业生产过程领域，对液位的测量提出了高精度、高稳定性及实时检测等要求，光电式的液位检测器利用光源与电路的结合做出液位的测量，因其结构简单，稳定性较好而在工业领域被大量应用。

相关技术中，液位检测器中通常设有通道以容置待测液体管路，并通过对该液体管路发射光电信号以测量获得具体液位。然而，液位检测器中所设的通道具有光滑的壁面，朝向液体管路发射的光电信号在经由折射或反射到达通道的光滑内壁面时，将由内壁面再次反射，干扰光电信号的接收过程，影响液位检测器的测量精度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种具有折光结构的液位检测器，旨在改善上述现有技术的不足，避免容置待测液体管路的通道的壁面对光电信号的影响，进一步地增加液位检测器的测量精度。

为实现上述目的，本实用新型提出的液位检测器，用于测量液体管路的液位，所述液位检测器包括外壳组件和测试组件。所述外壳组件中形成有用于容置液体管路的容置通道，所述容置通道的相对两侧壁分别形成有发射口及接收口；所述测试组件包括光电发射件及光电接收件，所述光电发射件与所述光电接收件分别设于所述发射口及所述接收口，所述光电发射件发出光电信号通过所述发射口穿透液体管路再通过所述接收口由所述光电接收件接收；所述容置通道的内壁面设有折光结构，所述折光结构用于折射穿透液体管路后对应照射至所述容置通道内壁面的光电信号。

在本实用新型一实施例中，所述折光结构包括多个凸起部，每一所述凸起部沿所述容置通道的延伸方向延伸设置，多个所述凸起部沿所述容置通道的周向并排设置。

在本实用新型一实施例中，所述凸起部的横截面形状为半圆形、三角形或矩形。

在本实用新型一实施例中，所述容置通道内壁面形成有折光槽，所述折光槽的槽口朝向所述容置通道中心设置，多个所述凸起部间隔排布于所述折光槽内。

在本实用新型一实施例中，所述凸起部的凸起高度低于所述折光槽的深度。

在本实用新型一实施例中，所述外壳组件包括上壳体和下壳体。所述上壳体可拆卸地安装于所述下壳体，并与所述下壳体围合形成所述容置通道，所述折光结构设于所述上壳体的内壁面；所述发射口与所述接收口设于所述下壳体内壁面的相对两侧。

在本实用新型一实施例中，所述下壳体形成有卡接槽，所述上壳体的内壁面凸设有卡接部，所述卡接部卡接于所述卡接槽的槽口，并于所述卡接槽的槽壁围合形成所述容置通道，所述折光结构设于所述卡接部朝向卡接槽槽底的表面。

在本实用新型一实施例中，所述卡接部靠近卡接槽的一侧端面为圆弧面；和/或，所述卡接槽的底壁面为圆弧面。

在本实用新型一实施例中，所述外壳组件还包括密封盖，所述密封盖可拆卸的安装于所述下壳体的下侧，并与所述下壳体围合形成容纳腔，所述发射口及所述接收口连通所述容置通道与所述容纳腔，所述测试组件设于所述容纳腔内。

在本实用新型一实施例中，所述上壳体设有转动柱，所述下壳体凸设有多个卡臂，多个所述卡臂沿所述转动柱延伸方向间隔设置，并围合形成转动槽，所述转动柱转动设于所述转动槽内。

本实用新型技术方案通过在外壳组件中形成容置通道，容置通道两侧设置光电发射件发出光电信号经由容置通道内的液体管路后被光电接收件接收以检测液位，在容置通道内壁面设置折光结构折射穿透液体管路后散射至容置通道内壁面的光电信号，避免光电信号再次反射后到达光电接收件以造成对检测结果的误判，进一步的增加本液位检测器的测量精度。

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为本实用新型液位检测器一实施例的结构示意图；

图2为图1中实施例上壳体与下壳体具有另一角度时的结构示意图；

图3为图1中实施例的爆炸示意图；

图4为图1中实施例的横截剖面图；

图5为图1中实施例另一角度的横截剖面图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	液位检测器	10	外壳组件
11	上壳体	113	折光结构
				113a	凸起部	111	折光槽
115	卡接部	117	转动柱
				13	下壳体	131	发射口
133	接收口	135	卡接槽
				137	卡臂	15	密封盖
30	测试组件	31	光电发射件
				33	光电接收件

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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本实用新型中涉及“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。

结合参照图1至图5，本实用新型提出一种液位检测器100，用于测量液体管路的液位。

在本实用新型一实施例中，如图1至图5所示，液位检测器100包括外壳组件10和测试组件30。外壳组件10中形成有用于容置液体管路的容置通道，容置通道的相对两侧壁分别形成有发射口131及接收口133；测试组件30包括光电发射件31及光电接收件33，光电发射件31与光电接收件33分别设于发射口131及接收口133，光电发射件31发出光电信号通过发射口131穿透液体管路再通过接收口133由光电接收件33接收；容置通道的内壁面设有折光结构113，折光结构113用于折射穿透液体管路后对应照射至容置通道内壁面的光电信号。

具体地，在光路穿透的液体管路段没有液体存在时，光线经由光电发射件31发出，途径发射口131、容置通道、接收口133并到达光电接收件33，光线直射，其传递的光路不会被改变；对应的，在光路穿透的液体管路段有液体存在时，光线传递的光路因为液体折射率与空气的不同而产生偏差，光电发射件31发出的光线无法顺利到达并通过接收口133，而是照射于容置通道内壁面，光电接收件33无法顺利接收到光线信号。如此设置，通过光线接收件是否接收到光线信号，即可判断在由发射口131至接收口133的该段液体管路中是否有液体存在。

需要说明的是，如果光线发射件与光线接收件位于同一高度，直射光线经由液体折射而产生的偏差较小，仍有可能有部分光线射入接收口133并到达光电接收件33，影响光电传感器对液体状态或位置的判断，影响光电传感器的使用效果。而位于不同高度的发射口131与接收口133使光路的路径与接收口133本身具有一定角度，光路受液体影响发射折射时，其所产生的变化更明显，偏离角度更大，完全避免了光线折射后仍然会到达接收口133的可能，进一步地增强了液位检测器100的测量精度。

可以理解的是，为使光线在穿透的液体管路段有液体存在时能够确保由发射口131发出的光线不会沿直线路径传递至接收口133，需要将发射口131与接收口133在高度方向上设置高度差，发射口131及接收口133形成的高度差可以是发射口131在高度方向上高于接收口133，也可以是发射口131在高度方向上低于接收口133，对应高度差设置光电发射件31及光电接收件33，能使光线传递路径达到预设的效果即可，本申请对此不做出具体限定。具体地，定义容置通道的直径为D，发射口131与接收口133高度方向的高度差值为H，D与H存在负相关的关系，当D的值越大时，可以设置更小的H以适应传感器的容错能力。受限于光学器件及传感器的大小，在本申请可以实施的情况下，D≤15mm，且0＜H＜D/2。

可以理解的是，光线穿过液体管路时还可能发生散射，散射后的部分光线同样会再次传递至接收口133而被光电接收件33接收，从而使液位检测器100对液体是否存在产生误判，在容置通道内壁面设置折光结构113，并通过折光结构113改变到达容置通道内壁面的光线的路径，减少射入接收口133并进入光电接收件33的散射光线，避免了液体散射对液位检测器100的影响，增加了液位检测器100的测量精度。

在本实用新型一实施例中，如图1至图4所示，折光结构113包括多个凸起部113a，每一凸起部113a沿容置通道的延伸方向延伸设置，多个凸起部113a沿容置通道的周向并排设置。

可以理解的是，多个凸起部113a并排设置于容置通道的周向，如此，在穿过液体管路时发生散射的光线到达容置通道设有凸起部113a的该处壁面时，至少部分光线经由凸起部113a的侧壁面朝向相邻另一凸起部113a方向反射，该部分光线被反射后不会再次射入接收口133并被光电接收件33接收，避免了液体散射对液位检测器100的影响，进一步增加了液位检测器100的测量精度。

可以理解的是，每一凸起部113a沿容置通道的延伸方向延伸，如此设置，使得对应容置通道发射口131与接收口133所形成的光路与每一凸起部113a的两侧壁面形成更大的夹角，使得更多的散射光线能够传递至折光结构113，进一步地增加了用于折射散射光线的壁面面积，也即，增加了折光结构113所能折射的散射光线的面积，进一步减少了液体因光线散射所能对液位检测器100产生的影响，进一步地增加了液位检测器100的测量精度。

在本实用新型一实施例中，凸起部113a的横截面形状为半圆形、三角形或矩形。

可以理解的是，每一凸起部113a的横截面形状可以是半圆形、三角形、矩形、多边形或其它不规则形状，具有能够与凸起部113a顶面具有一定夹角的侧壁以折射穿透液体管路的散射光线并改变散射光线路径即可，本申请不作具体限定。在一优选实施例中，凸起部113a的横截面形状为三角形，并排设置的多个凸起部113a构成锯齿状的连续截面，如此，在尽可能减小凸起部113a顶部端面面积的同时增加了于容置通道内壁面呈一定夹角的凸起部113a侧壁面的面积，进一步减小了散射光线反射后的光线对光电接收件33接收光线过程造成影响的可能，将大部分射至该处的散射光线的光路改变，使散射光线在相邻两凸起部113a的侧壁面之间多次反射，而不会对光电接收件33的接受光线过程造成影响，进一步地增加了液位检测器100的测量精度。

在本实用新型一实施例中，如图1至图4所示，容置通道内壁面形成有折光槽111，折光槽111的槽口朝向容置通道中心设置，多个凸起部113a间隔排布于折光槽111内。

可以理解的是，凹陷形成于容置通道内壁面的折光槽111用于容置折光结构113，折光槽111的槽口朝向容置通道的中心设置，用于容置液体管路的容置通道通常具有规则的形状以对液体管路提供稳定的支持力，其中心可以是该容置通道的轴线，折光结构113为多个凸起部113a时，每一凸起部113a由容置槽底壁面朝向槽口凸设，如此设置，保证了由液体管路朝向容置通道内壁面传播的散射光线尽可能落入折光槽111内，并被折光槽111内所容置的多个朝向槽口的凸起部113a折射，进而减少光线散射对光电接收件33造成的影响，进一步增加了液位检测器100的测量精度。

在本实用新型一实施例中，如图2至图4所示，凸起部113a的凸起高度低于折光槽111的深度。

可以理解的是，由折光槽111底壁面朝向槽口凸设的凸起部113a其顶部端面可以高于折光槽111槽口或低于折光槽111槽口，本申请对凸设高度不作具体限定。在一优选实施例中，设置凸起部113a的顶部端面低于折光槽111槽口，避免凸起部113a凸设高度超过折光槽111槽口时，其凸出槽口的部分阻碍容置通道中液体管路的容置，具体地，凸起部113a凸出槽口的顶部端面会在抵接容置通道中液体管路外侧壁面，在该处的抵接即增加了凸起部113a可能产生的磨损，影响凸起部113a对散射光线的折射效果，也影响了液体管路的密闭性能，使液体管路具有了破损并泄露液体的可能。因此，设置凸起部113a顶部端面低于折光槽111槽口，能够进一步增加液位检测器100的工作稳定性及使用寿命。

在本实用新型一实施例中，如图1至图5所示，外壳组件10包括上壳体11和下壳体13。上壳体11可拆卸地安装于下壳体13，并与下壳体13围合形成容置通道，折光结构113设于上壳体11的内壁面；发射口131与接收口133设于下壳体13内壁面的相对两侧。

可以理解的是，由可拆卸安装的的上壳体11和下壳体13共同围合形成容置通道，如此设置，便于复杂环境中的液体管路的测试，如已安装于设备上的液体管路、或不可移动的实验装置中的液体管路。具体地，在液位检测器100的使用过程中，将上壳体11与下壳体13移动至需要测试的位置再进行安装，进一步地增加液位检测器100使用便利性及应用场景的适配性。

需要说明的是，外壳组件10的材质可以为塑料、树脂或金属等材质，能在形成容置通道的同时在容纳腔中容置测试组件30并对其进行保护、尽可能的避免外界环境对测试组件30的干扰即可，本申请对此不作具体限定。设置于上壳体11的折光结构113可以是与上壳体11一体成型设置或单独成型后焊接连接、螺栓连接或卡接连接，本申请对此不作具体限定。在一优选实施例中，折光结构113与上壳体11一体成型设置，如此设置，进一步地简化了本液位检测器100的生产工序，降低外壳组件10的生产难度，进一步降低了本液位检测器100的生产成本。

在本实用新型一实施例中，如图1至图5所示，下壳体13形成有卡接槽135，上壳体11的内壁面凸设有卡接部115，卡接部115卡接于卡接槽135的槽口，并于卡接槽135的槽壁围合形成容置通道，折光结构113设于卡接部115朝向卡接槽135槽底的表面。

可以理解的是，凸起的台阶状卡接部115卡接于下侧的卡接槽135内壁面，如此设置，可以通过卡接部115对上壳体11安装于下壳体13的过程起导向作用，进一步增加液位检测器100的安装效率并降低生产成本。另一方面，卡接部115的两侧壁面抵接于卡接槽135靠近槽口的两侧槽壁面，互相抵接的卡接部115与卡接槽135限制了上壳体11在卡接槽135内沿垂直于容置通道延伸方向的方向进行移动，避免上壳体11与下壳体13滑动以影响容置通道形成，进而避免液体管路液位测量结果受到干扰，进一步增加液位检测器100的工作稳定性及测量准确性。

在本实用新型一实施例中，如图1至图5所示，卡接部115靠近卡接槽135的一侧端面为圆弧面；和/或，卡接槽135的底壁面为圆弧面。

可以理解的是，液体管路横截面通常为圆形，设置卡接部115靠近卡接槽135的一侧端面和/或卡接槽135的底壁面为圆弧面时，圆弧面可以贴合容置通道中液体管路外侧壁面，减少液体管路在容置通道中的活动空间，进一步增加液体管路在容置通道中的稳定性，使其与容置通道具有相对固定的位置关系，进一步增加液位检测器100的测量结果的精确程度。

需要说明的是，卡接部115靠近卡接槽135的一侧端面为圆弧面时，卡接槽135内底壁面同样可以为圆弧面，如此设置，在卡接槽135内凸设的每一凸起部113a的顶部端面与液体管路外侧壁面距离较近，且底部能够与液体管路中心具有相同距离，进一步增加了由液体管路散射的光线传播至折光结构113的比例，也即，减少光线散射对光电接收件33造成的影响，进一步增加了液位检测器100的测量精度。

在本实用新型一实施例中，如图1至图5所示，外壳组件10还包括密封盖15，密封盖15可拆卸的安装于下壳体13的下侧，并与下壳体13围合形成容纳腔，发射口131及接收口133连通容置通道与容纳腔，测试组件30设于容纳腔内。

可以理解的是，密封盖15的材质可以为塑料、树脂或金属等材质，本申请对此不作具体限定。密封盖15使设在容纳腔内的测试组件30可以随密封盖15的拆装而从壳体组件中分离，如此设置，当光电发射件31或光电接收件33产生故障时，便于产生故障的元件取出并进行维修或替换，进一步增加液位检测器100的维护便利程度，进一步增加液位检测器100的使用寿命。

在本实用新型一实施例中，如图1至图4所示，上壳体11设有转动柱117，下壳体13凸设有多个卡臂137，多个卡臂137沿转动柱117延伸方向间隔设置，并围合形成转动槽，转动柱117转动设于转动槽内。

可以理解的是，通过转动柱117与卡臂137的设置使上壳体11与下壳体13能够通过以转动柱117轴线为转动中心的转动连接安装固定，相较于螺栓连接、套接连接或卡接连接等其它可拆卸连接方式，如此设置的上壳体11与下壳体13可以通过旋转扣合的方式形成容置通道并对容置通道内的液体管路进行固定，也同样可以通过旋转的方式打开容置通道并进行液位检测器100与液体管路的分离，提高了液位检测器100的安装便利程度及使用效率。在本申请另一实施例中，也可以是上壳体11设有多个卡臂137，下壳体13对应设置转动柱117，本申请对此不作具体限定。

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)

1.一种具有折光结构的液位检测器，用于测量液体管路的液位，其特征在于，所述液位检测器包括：

外壳组件，所述外壳组件中形成有用于容置液体管路的容置通道，所述容置通道的相对两侧壁分别形成有发射口及接收口；和

测试组件，所述测试组件包括光电发射件及光电接收件，所述光电发射件与所述光电接收件分别设于所述发射口及所述接收口，所述光电发射件发出光电信号通过所述发射口穿透液体管路再通过所述接收口由所述光电接收件接收；

所述容置通道的内壁面设有折光结构，所述折光结构用于折射穿透液体管路后对应照射至所述容置通道内壁面的光电信号。

2.如权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，所述折光结构包括多个凸起部，每一所述凸起部沿所述容置通道的延伸方向延伸设置，多个所述凸起部沿所述容置通道的周向并排设置。

3.如权利要求2所述的液位检测器，其特征在于，所述凸起部的横截面形状为半圆形、三角形或矩形。

4.如权利要求2所述的液位检测器，其特征在于，所述容置通道内壁面形成有折光槽，所述折光槽的槽口朝向所述容置通道中心设置，多个所述凸起部间隔排布于所述折光槽内。

5.如权利要求4所述的液位检测器，其特征在于，所述凸起部的凸起高度低于所述折光槽的深度。

6.如权利要求2-5中任一项所述的液位检测器，其特征在于，所述外壳组件包括：

下壳体，所述发射口与所述接收口设于所述下壳体内壁面的相对两侧；和

上壳体，所述上壳体可拆卸地安装于所述下壳体，并与所述下壳体围合形成所述容置通道，所述折光结构设于所述上壳体的内壁面。

7.如权利要求6所述的液位检测器，其特征在于，所述下壳体形成有卡接槽，所述上壳体的内壁面凸设有卡接部，所述卡接部卡接于所述卡接槽的槽口，并于所述卡接槽的槽壁围合形成所述容置通道，所述折光结构设于所述卡接部朝向卡接槽槽底的表面。

8.如权利要求7所述的液位检测器，其特征在于，所述卡接部靠近卡接槽的一侧端面为圆弧面；

和/或，所述卡接槽的底壁面为圆弧面。

9.如权利要求6所述的液位检测器，其特征在于，所述外壳组件还包括密封盖，所述密封盖可拆卸的安装于所述下壳体的下侧，并与所述下壳体围合形成容纳腔，所述发射口及所述接收口连通所述容置通道与所述容纳腔，所述测试组件设于所述容纳腔内。

10.如权利要求6所述的液位检测器，其特征在于，所述上壳体设有转动柱，所述下壳体凸设有多个卡臂，多个所述卡臂沿所述转动柱延伸方向间隔设置，并围合形成转动槽，所述转动柱转动设于所述转动槽内。