CN220104232U - 液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液位传感器，用于测量液体管路，其中，液位传感器包括外壳组件及测试组件。外壳组件中设有容置液体的容置通道，其两侧设有发射口及接收口，外壳组件内形成有容纳腔，测试组件设于容纳腔内，其包括PCB板、光电发射件及光电接收件，PCB板设于容置通道下侧，光电接收件及光电发射件分别位于PCB板的两端，且对应发射口及接收口设置，发射口与接收口、光电发射件与光电接收件在高度方向上均具有高度差。本实用新型技术方案通过设置具有高度差的发射口与接收口、光电发射件与光电接收件，进一步提高了光电信号发射时可以存在的倾斜程度，以及液位传感器对不同尺寸液体管路的测量兼容性。

Description

液位传感器

技术领域

本实用新型涉及传感检测技术领域，特别涉及一种液位传感器。

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，光电式的液位传感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，液位传感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，在信号发射件与信号接收件的固定方式相同时，两者的高度大致相同，对于管路尺寸较大时会导致检测的精度不高，从而使其适用范围单一。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种液位传感器，旨在改善上述现有技术的不足，光电信号的发射端与接收端具有更大的高度差，提高了液位传感器的测量兼容性。

为实现上述目的，本实用新型提出的液位传感器，用于测量液体管路，所述液位传感器包括外壳组件和测试组件。所述外壳组件形成有容置液体管路的容置通道，所述容置通道两侧设有发射口及接收口，所述外壳组件背离所述容置通道的一侧形成有容纳腔，所述发射口和接收口连通所述容纳腔与所述容置通道；所述测试组件包括PCB板、光电发射件及光电接收件，所述测试组件设于所述容纳腔，所述所述光电发射件通过支撑件连接于所述PCB板，所述光电接收件贴设于所述PCB板，所述光电发射件与所述光电接收件分别设置于所述PCB板两端，且分别对应显露于所述发射口及所述接收口。

在本实用新型一实施例中，所述支撑件为引脚；所述PCB板设有贯穿孔，所述支撑件穿设于所述贯穿孔；或者，所述PCB板设有插座，所述支撑件插置于所述插座。

在本实用新型一实施例中，所述光电接收件与所述PCB板焊接连接或者粘接连接。

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；所述容纳腔设于所述下壳体，所述发射口与所述接收口设于所述下壳体。

在本实用新型一实施例中，所述外壳组件还包括密封盖，所述密封盖可拆卸安装于所述下壳体，并与所述下壳体围合形成所述容纳腔，所述PCB板夹设于所述密封盖与所述下壳体之间。

在本实用新型一实施例中，所述下壳体朝向密封盖的侧壁面凸设有安装柱，所述PCB板对应所述安装柱设有第一过孔，所述密封盖对应所述安装柱设有第二过孔，所述安装柱依次穿设于所述第一过孔与第二过孔。

在本实用新型一实施例中，所述安装柱包括靠近下壳体一侧的固定段以及连接于固定段背离下壳体一端的定位段，所述固定段的横截面积大于所述定位段的横截面积，所述固定段与定位段的连接处形成端面，所述端面抵接所述PCB板的一侧表面，所述定位段穿设所述第一过孔与第二过孔。

在本实用新型一实施例中，所述密封盖对应所述安装柱设置有定位凸台，所述第二过孔设于所述定位凸台，所述定位凸台的上侧端面抵接所述PCB板背离所述端面的另一侧表面。

在本实用新型一实施例中，所述密封盖凸设有卡接台阶，所述卡接台阶环设于所述密封盖，所述下壳体设有卡接槽，所述卡接台阶抵接固定于所述卡接槽。

在本实用新型一实施例中，所述外壳组件设有过线孔，所述过线孔连通所述容纳腔，并用于穿设外界线缆以与所述光电发射件和/或光电接收件电性连接。

本实用新型技术方案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，通过设置包括光电接收件、光电发射件及PCB板的测试组件，以支撑件连接光电发射件与PCB板，光电接收件则贴设于PCB板，使得光电发射件与光电接收件相对于水平放置的PCB板在高度方向上具有一定的差值，进而增加光电发射件所发出光电信号对于待测液体管路中的水平液面具有更大的入射角，进一步增加液位传感器对不同尺寸液体管路的测量兼容性。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型液位传感器一实施例的结构示意图；

图2为图1中实施例的横截剖面图；

图3为图1中实施例的爆炸示意图；

图4为图1中实施例隐藏上壳体及下壳体后的结构示意图；

图5为本实用新型液位传感器另一实施例加入外界电缆后的结构示意图；

图6为图1中实施例下壳体另一角度的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	液位传感器	10	外壳组件
11	上壳体	13	下壳体
				131	发射口	133	接收口
135	安装柱	135a	固定段
				135b	定位段	137	卡接槽
15	密封盖	151	第二过孔
				153	定位凸台	155	卡接台阶
17	过线孔	30	测试组件
				31	光电发射件	311	支撑件
33	光电接收件	35	PCB板
				351	第一过孔

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6，本实用新型提出一种液位传感器100。

如图1至图6所示，本实用新型提出的液位传感器100，用于测量液体管路，液位传感器100包括外壳组件10和测试组件30。外壳组件10形成有容置液体管路的容置通道，容置通道两侧设有发射口131及接收口133，外壳组件10背离容置通道的一侧形成有容纳腔，发射口131和接收口133连通容纳腔与容置通道；测试组件30包括PCB板35、光电发射件31及光电接收件33，测试组件30设于容纳腔，光电发射件31通过支撑件311连接，光电接收件33贴设于PCB板35，光电发射件31与光电接收件33分别设置于PCB板35两端，且分别对应显露于发射口131及接收口133。

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，穿过发射口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。

可以理解的是，光线穿过液体管路时还可能发生散射，散射导致光线传递至接收口133一侧容置通道具有一定弧度的内壁面时所映射的光斑产生形变，形变后的光斑由点型变为面型，其可能在折射后仍有部分能到达接收口133而被光电接收件33接收，从而使液位传感器100对液体是否存在产生误判，为避免液体散射对液位传感器100的影响，设置高度方向存在高度差的发射口131与接收口133，增加了液位传感器100的测量精度。

需要说明的是，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，光电发射件31电性连接PCB板35，光电发射件31所发射的光线强度通过PCB板35上所设置的电路进行控制；光电接收件33电性连接PCB板35，光电接收件33接收的光线强度值可以通过PCB板35设置的电路转换为数字信号值以便后续处理。

需要说明的是，对应具有高度差的发射口131及接收口133设于容置通道两侧的光电发射件31及光电接收件33同样具有高度方向的差值，该差值的大小影响光电发射件31朝向水平液面射入光线的入射角，进而影响折射后或反射后的光线的传播光路，在光电发射件31及光电接收件33的高度方向的差值较小时，仍有可能有部分光线在液体存在时能够射入接收口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，因而在PCB板35上设置支撑件311并以支撑件311支撑光电发射件31，光电接收件33则贴设于PCB板35，如此设置，使得光电发射件31与光电接收件33在高度方向至少具有支撑件311厚度值的高度差，进一步增大光电发射件31朝向水平液面射入光线的入射角，在液体管路直径较大时，依旧可以通过更换不同厚度的支撑件311以对应使光电发射件31发出的光线能够顺利折射，进一步提高液位传感器100的检测精度及检测兼容性。

在本实用新型一实施例中，如图1至图5所示，PCB板35设有贯穿孔，支撑件311穿设于贯穿孔；或者，PCB板35设有插座，支撑件311插置于插座。

需要说明的是，通过支撑件311设于PCB板35的光电发射件31可以是通过DIP封装(Dual In-line Package双列直插封装)的方式包装，具体地，其可以是多层陶瓷双列直插式DIP、单层陶瓷双列直插式DIP或引线框架式DIP，本申请对此不作具体限定。在采用DIP封装的方式包装光电发射件31时，其支撑件311可以为多个阵列排布于光电发射件31下侧的引脚。以DIP形式封装具有性能好，可靠性高的优点，设置光电发射件31以DIP形式封装进一步提高了本液位传感器100的检测性能及检测可靠性。需要说明的是，支撑件311还可以是以支架形式支撑光电发射件31，光电发射件31与PCB板通过导线电性连接，本申请对此不做具体限定。

可以理解的是，采用DIP封装方式封装的光电发射件31可以通过通孔插装技术安装在PCB板35上。通孔插装技术，又名通孔技术，是一种用于电子元器件的安装方法，其利用引脚将光电发射件31插入PCB板35上已有的孔中并通过手工装配方式或自动插入装载机对电子元器件进行软钎焊。此时，贯穿孔即为引脚所需插入的电镀通孔，如此设置，将光电发射件31通过引脚穿过贯穿孔并进行软钎焊即可完成光电发射件31与PCB板35的连接，通过调整引脚的长度即可使光电发射件31与PCB板35高度方向的差值进一步改变，增加了本液位传感器100的调整灵活性及兼容性。

可以理解的是，光电发射件31采用DIP封装方式封装，PCB板35对应设置的插座为DIP插座，通过引脚插入DIP插座即可将光电发射件31电性连接于PCB板35，如此设置，避免了在焊接时可能出现的电器元件过热的现象，提高了光电发射件31安装于PCB板35的安装稳定性，进一步提高了本液位传感器100的安装效率及使用可靠性。

在本实用新型一实施例中，结合参照图1至图5，光电接收件33与PCB板35焊接连接或者粘接连接。

需要说明的是，光电接收件33贴设于PCB板35时可以是通过SMT贴片(SurfaceMounted Technology表面贴装技术)的方式。SMT贴片，是一种在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称，它是一种将无引脚或短引线的片状表面组装元器件安装在PCB板35的表面，在通过粘接或焊接的方法加以组装的电路妆奁技术。SMT贴片方式具有组装密度高、成品体积小的优点，以该种方式贴设于PCB板35的光电接收件33在高度方向上与PCB板35具有较短的差值，使光电接收件33尽可能的低于光电发射件31，在保证光电接收件33与光电发射件31沿高度方向具有高度差值的前提下，进一步增加了本液位传感器100的测量兼容性。

在本实用新型一实施例中，如图1至图6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；容纳腔设于下壳体13，发射口131与接收口133设于下壳体13；

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，在液位传感器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，进一步地增加液位传感器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传感器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传感器100的生产成本。

在本实用新型一实施例中，如图1至图6所示，外壳组件10还包括密封盖15，密封盖15可拆卸安装于下壳体13，并与下壳体13围合形成容纳腔，PCB板35夹设于密封盖15与下壳体13之间。

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，当测试组件30产生故障时，便于产生故障的元件取出并进行维修或替换，进一步增加液位传感器100的维护便利程度，也即。增加了液位传感器100的使用寿命。

可以理解的是，以密封盖15与下壳体13可拆卸安装并形成容纳腔，进一步防止外界环境中可能存在的灰尘、液滴等环境因素对测试组件30工作过程可能造成的影响，在密封盖15与下壳体13之间，还可以夹设垫片、挡圈等密封件以进一步提高密封盖15与下壳体13对容纳腔的密封效果。如此设置，进一步增加了液位传感器100的工作稳定性，保证了测量精度的准确性。

在本实用新型一实施例中，如图1、图3及图6所示，下壳体13朝向密封盖15的侧壁面凸设有安装柱135，PCB板35对应安装柱135设有第一过孔351，密封盖15对应安装柱135设有第二过孔151，安装柱135依次穿设于第一过孔351与第二过孔151。

可以理解的是，穿设于第一过孔351及第二过孔151的安装柱135外侧周面与第一过孔351及第二过孔151的内壁面至少部分抵接，第一过孔351与第二过孔151使安装柱135所在的下壳体13与设置第一过孔351的PCB板35以及设置第二过孔151的密封盖15具有了相对固定的位置关系，进一步地增加了所形成的容置通道的稳定性，也即，提高了液位传感器100的工作稳定性。同时，以安装柱135穿设第一过孔351、第二过孔151的形式将下壳体13、PCB板35以及密封盖15固定相较于螺栓连接、卡接连接等方式具有更简单的结构及安装过程，进一步降低了液位传感器100的生产成本并提高了生产效率。

在本实用新型一实施例中，如图6所示，安装柱135包括靠近下壳体13一侧的固定段135a以及连接于固定段135a背离下壳体13一端的定位段135b，固定段135a的横截面积大于定位段135b的横截面积，固定段135a与定位段135b的连接处形成端面，端面抵接PCB板35的一侧表面，定位段135b穿设第一过孔351与第二过孔151。

可以理解的是，在高度方向上，设置安装柱135由靠近下壳体13的一侧朝向背离下壳体13的一侧依次具有不同横截面积的固定段135a与定位段135b，以在固定段135a与定位段135b的连接处形成台阶状，台阶状的凸起水平端面抵接PCB板35靠近下壳体13的一侧表面，并用于限制PCB板35在高度方向上朝向下壳体13移动的趋势，定位段135b穿设第一过孔351及第二过孔151并用于实现限制安装柱135水平方向位移的功能。如此设置，进一步确保装柱所在的下壳体13与设置第一过孔351的PCB板35以及设置第二过孔151的密封盖15具有了相对固定的位置关系，也即，提高了液位传感器100的工作稳定性。

在本实用新型一实施例中，如图3至图6所示，密封盖15对应安装柱135设置有定位凸台153，第二过孔151设于定位凸台153，定位凸台153的上侧端面抵接PCB板35背离端面的另一侧表面。

具体地，在密封盖15中可以形成有容纳槽，容纳槽四周槽壁的顶面用于抵接下壳体13并实现下壳体13与密封盖15的可拆卸安装，容纳槽内设置与安装柱135具有对应位置的定位凸台153，定位凸台153由容纳槽底壁面朝向下壳体13方向凸设，第二过孔151设于定位凸台153，则在安装柱135穿设于第二过孔151时，定位凸台153的顶部端面能够抵接第二过孔151侧周的PCB板35表面，通过定位凸台153的顶部端面与第二过孔151侧周的PCB板35表面的抵接进一步地限制PCB板35在高度方向上朝向密封盖15方向移动的趋势，结合前述实施例中在安装柱135固定段135a及定位段135b连接处形成的台阶状外侧表面，使得PCB板35在高度方向上的位移被完全限制，进一步保证下壳体13与PCB板35以及密封盖15具有了相对固定的位置关系，也即，提高了液位传感器100的工作稳定性。

在本实用新型一实施例中，如图2至图5所示，密封盖15凸设有卡接台阶155，卡接台阶155环设于密封盖15，下壳体13设有卡接槽137，卡接台阶155抵接固定于卡接槽137。

可以理解的是，环设于密封盖15的卡接台阶155与环设于下壳体13下侧的卡接槽137在密封盖15安装于下壳体13的过程中限制了密封盖15于水平方向上的移动，即，使光电发射件31及光电接收件33具有与发射口131、接收口133的相对位置关系，并增加其相对位置关系的稳定性，减少可能出现的光电发射件31、光电接收件33与发射口131、接收口133位置不对应匹配的可能，进一步地增加了液位传感器100的工作稳定性及其测量精度。

在本实用新型一实施例中，如图1、图3及图4所示，外壳组件10设有过线孔17，过线孔17连通容纳腔，并用于穿设外界线缆以与光电发射件31和/或光电接收件33电性连接。

可以理解的是，PCB板35需要与外界线缆电性连接以传输检测结果并进行后续工序，在外壳组件10设置连通容纳腔的过线孔17以穿设外界线缆，过线孔17内壁面同样可以限制外界线缆的移动，进一步提高本液位传感器100与外界电性导通时数据传递的稳定性。在一优选实施例中，外壳组件10包括上壳体11和下壳体13，过线孔17形成于上壳体11与下壳体13的连接处，上壳体11与下壳体13分别形成凹槽并在安装后能够使两凹槽的槽口相对设置并围合形成过线孔17，进一步地提高液位传感器100的工作稳定性。

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)

1.一种液位传感器，用于测量液体管路，其特征在于，所述液位传感器包括：

外壳组件，所述外壳组件形成有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；所述外壳组件背离所述容置通道的一侧形成有容纳腔，所述发射口和接收口连通所述容纳腔与所述容置通道；和

测试组件，所述测试组件设于所述容纳腔，所述测试组件包括PCB板、光电发射件及光电接收件，所述光电发射件通过支撑件连接于所述PCB板，所述光电接收件贴设于所述PCB板，所述光电发射件与所述光电接收件间隔设置于所述PCB板，且分别对应显露于所述发射口及所述接收口。

2.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述支撑件为引脚；

所述PCB板设有贯穿孔，所述支撑件穿设于所述贯穿孔；

或者，所述PCB板设有插座，所述支撑件插置于所述插座。

3.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述光电接收件与所述PCB板焊接连接或者粘接连接。

4.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述外壳组件包括：

下壳体，所述容纳腔设于所述下壳体，所述发射口与所述接收口设于所述下壳体；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。

5.如权利要求4所述的液位传感器，其特征在于，所述外壳组件还包括密封盖，所述密封盖可拆卸安装于所述下壳体，并与所述下壳体围合形成所述容纳腔，所述PCB板夹设于所述密封盖与所述下壳体之间。

6.如权利要求5所述的液位传感器，其特征在于，所述下壳体朝向密封盖的侧壁面凸设有安装柱，所述PCB板对应所述安装柱设有第一过孔，所述密封盖对应所述安装柱设有第二过孔，所述安装柱依次穿设于所述第一过孔与第二过孔。

7.如权利要求6所述的液位传感器，其特征在于，所述安装柱包括靠近下壳体一侧的固定段以及连接于固定段背离下壳体一端的定位段，所述固定段的横截面积大于所述定位段的横截面积，所述固定段与定位段的连接处形成端面，所述端面抵接所述PCB板的一侧表面，所述定位段穿设所述第一过孔与第二过孔。

8.如权利要求7所述的液位传感器，其特征在于，所述密封盖对应所述安装柱设置有定位凸台，所述第二过孔设于所述定位凸台，所述定位凸台的上侧端面抵接所述PCB板背离所述端面的另一侧表面。

9.如权利要求8所述的液位传感器，其特征在于，所述密封盖凸设有卡接台阶，所述卡接台阶环设于所述密封盖，所述下壳体设有卡接槽，所述卡接台阶抵接固定于所述卡接槽。

10.如权利要求1至9中任一所述的液位传感器，其特征在于，所述外壳组件设有过线孔，所述过线孔连通所述容纳腔，并用于穿设外界线缆以与所述光电发射件和/或光电接收件电性连接。