CN220708487U - 一种液位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液位检测装置，涉及电子技术领域，该液位检测装置包括：光电检测模块、液体容器以及安装在所述液体容器内部的光学组件；光电检测模块包括印制电路板以及对称安装在印制电路板上的红外发射管和红外接收管；光学组件包括光学组件外罩、光学组件主体、光学组件底板，光学组件底板与光学组件主体之间形成内空腔；当内空腔内的液位低于红外发射管发射的红外光束的高度时，红外光束透过光学组件；当内空腔内的液位高于或等于红外光束的高度时，红外发射管发射的红外光束射入光学组件，经过两次全反射后射出，红外接收管接收红外光束用于液位检测。本实用新型提高了液位检测精度，且结构简单，安装方便，易于实现。

Description

一种液位检测装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种液位检测装置。

背景技术

随着光电液位检测技术的发展，其技术在各种产品的应用也越来越多，如饮水机液位检测、炒菜机液位检测、料理机液位检测、洗衣机液位检测等。

相关技术下，一体式的液位检测传感器，无法做到将检测模块和存放液体的容器固定在一起，无法满足现有液位检测方式，特别是免安装饮水机、炒菜机需要满足用户加水加油的操作，因为液位检测精度低，所以难以及时提醒用户加水加油。普通分离式光电检测传感器，将存放液体的容器与棱镜固定在一起时，可以通过有液体时光线折射在水中故无反射光，无液体时有反射光来判断液位。但是当容器被用户取走时，即与容器固定在一起的棱镜也被取走，红外发射二极管发射的红外光就无法通过棱镜进行反射，红外接收二极管也接收不到反射光，误认为容器中有液体，造成误判，检测精度差。

因此，如何提高液位检测的检测精度是亟需解决的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中液位检测精度低的问题，本实用新型提供一种液位检测装置。

一方面，本实用新型提供了一种液位检测装置，包括：光电检测模块、液体容器以及安装在所述液体容器内部的光学组件；

所述光电检测模块包括印制电路板以及对称安装在所述印制电路板上的红外发射管和红外接收管；

所述光学组件包括光学组件外罩、光学组件主体、光学组件底板，所述光学组件底板与所述光学组件主体之间形成内空腔；

当所述内空腔内的液位低于所述红外发射管发射的红外光束的高度时，所述红外光束透过所述光学组件；

当所述内空腔内的液位高于或等于所述红外光束的高度时，所述红外发射管发射的红外光束射入所述光学组件，经过两次全反射后射出，所述红外接收管接收所述红外光束用于液位检测。

可选地，所述光学组件主体是透明塑料或玻璃结构件，所述光学组件主体的折射率与所述内空腔内的液体的折射率相等。

可选地，所述光学组件主体的折射率在1.2到1.6之间。

可选地，所述液体容器的透光率大于90％。

可选地，所述光学组件内壁是磨砂材料。

可选地，所述光学组件还包括光学组件底板，以及对称设置在所述光学组件底板上的第一导液槽和第二导液槽；

所述第一导液槽和所述第二导液槽用于将所述液体容器内的液体导入所述内空腔。

可选地，所述光学组件外罩为透明结构件，所述光学组件外罩与所述光学组件主体之间形成密封的空腔。

可选地，所述红外发射管是远红外发射管；所述红外接收管是光敏二极管。

可选地，所述光学组件主体的中心法线与所述光学组件主体的两侧外壁中任意一侧外壁之间的夹角在80°到100°之间，所述光学组件主体的内壁和外壁之间的夹角在5°到10°之间。

可选地，所述光学组件主体为棱镜或锥镜。

本实用新型提供的液位检测装置，实现了光学组件和光电检测模块完全分离，当内空腔内的液位低于红外发射管发射的红外光束的高度时，红外光束透过光学组件，故不会发生反射或者在光学组件内壁上发生漫反射，红外接收管无法接收红外光束；当内空腔内的液位高于或等于红外发射管射入的红外光束的高度时，红外光束射入光学组件，并且经过两次全反射射出光学组件，由红外接收管接收，因此，当液体容器以及光学组件被用户取走时，红外接收管同样无法接收红外光束，因此判定液体容器的液位低于指定值，从而避免误判，提升了检测准确性。另外，本实用新型提供的液位检测装置结构简单，安装方便，且检测方式易于实现，大大提高了液位检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种液位检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种光学组件的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种液位检测装置的线路原理示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见附图1和图2，为本实用新型提供的一种液位检测装置，包括：光电检测模块101、液体容器102以及安装在液体容器102内部的光学组件103；

光电检测模块101包括印制电路板104以及对称安装在印制电路板104上的红外发射管105和红外接收管106；

光学组件103包括光学组件外罩107、光学组件主体108、光学组件底板109，光学组件底板109与光学组件主体108之间形成内空腔110；

当内空腔110内的液位低于红外发射管105发射的红外光束111的高度时，红外光束111透过光学组件103；相应地，红外接收管106无法接收红外光束111，则判定液体容器102的液位低于指定值；

当内空腔110内的液位高于或等于红外光束111的高度时，红外发射管105发射的红外光束111射入光学组件103，经过两次全反射后射出，红外接收管106接收红外光束111，则判定液体容器102的液位高于或等于指定值。

本实用新型提供的液位检测装置，实现了光学组件103和光电检测模块101完全分离，当内空腔110内的液位低于红外发射管105发射的红外光束111的高度时，红外光束111透过光学组件103，故不会发生反射或者在光学组件内壁112上发生漫反射，红外接收管106无法接收红外光束111；当内空腔110内的液位高于或等于红外发射管105射入的红外光束111的高度时，红外光束111射入光学组件103，并且经过两次全反射射出光学组件103，由红外接收管106接收，因此，当液体容器102以及光学组件103被用户取走时，红外接收管106同样无法接收红外光束111，因此判定液体容器102的液位低于指定值，从而避免误判，提升了检测准确性。另外，本实用新型提供的液位检测装置结构简单，安装方便，且检测方式易于实现，大大提高了液位检测精度。

在一些实施例中，液体容器102的透光率大于90％。

具体地，液体容器102可以为透明玻璃或者塑料，折射率在1.2到1.6之间，为了保障红外光束111的射入和射出，以使红外接收管106接收到红外光束111检测液位，提高液位检测精度，液体容器102的透光率大于90％。

在一些实施例中，参见附图2，光学组件103包括光学组件外罩107、光学组件主体108、光学组件底板109，光学组件底板109与光学组件主体108之间形成内空腔110；

在一些实施例中，光学组件外罩107为透明结构件，光学组件外罩107与光学组件主体108之间形成密封的空腔。

具体地，光学组件外罩107可以为透明玻璃或者塑料，折射率在1.2到1.6之间，且光学组件外罩107与光学组件主体108之间保持一定的距离形成密封的空腔，液体无法进入该密封的空腔。

在一些实施例中，光学组件主体108是透明塑料或玻璃结构件，光学组件主体108的折射率与内空腔110内的液体的折射率的差值在预设范围内。

也就是说，光学组件主体108的折射率与内空腔110内液体的折射率相等或相近。

在一些实施例中，光学组件主体108的折射率在1.2到1.6之间。

在一些实施例中，光学组件主体108为棱镜或锥镜。

具体地，当内空腔110内的液位高于或等于红外光束111的高度时，由于内空腔110内的液体的折射率与光学组件主体108的折射率相近，所以内空腔110内的液体与光学组件主体108结合成一个近直角棱或近直角锥，将射入光学组件103的红外光束111经过两次全反射，最后转向约180°射入红外接收管106，触发光电检测模块101检测液位。

在一些实施例中，光学组件主体108的中心法线与光学组件主体108的两侧外壁中任意一侧外壁之间的夹角在80°到100°之间，光学组件主体108的内壁和外壁之间的夹角在5°到10°之间。

在一些实施例中，光学组件内壁112是磨砂材料。

具体地，对于特定波长的红外线和特定折射率的液体，当内空腔110内的液位低于红外发射管105发射的红外光束111的高度时，红外发射管105发射的红外光束111也会部分反射，为了防止红外接收管106接收到部分反射的红外光造成液位误判，光学组件内壁112经过磨砂处理，即，光学组件内壁112为磨砂材料，部分反射的红外光照射到光学组件内壁112上形成漫反射，从而不会反射回红外接收管106造成液位误判，大大提高了液位检测装置的检测精度。

在一些实施例中，参见附图2，光学组件103还包括光学组件底板109，以及对称设置在光学组件底板109上的第一导液槽201和第二导液槽202；

第一导液槽201和第二导液槽202用于将液体容器102内的液体导入内空腔110。

具体地，光学组件103的内空腔110不是密闭空间，光学组件的底板109为透明结构件，可以为塑料或者玻璃，折射率在1.2到1.6之间，在一些使用场景下，液体容器102的外壁可以作为光学组件103的底板109。

光学组件底板109上的第一导液槽201和第二导液槽202对称设置，液体容器102内的液体可以通过第一导液槽201和第二导液槽202进入内空腔110，内空腔110内的液体也可以通过第一导液槽201和第二导液槽202进入液体容器102。

在一些实施例中，参见附图3，红外发射管105是远红外发射管；红外接收管106是光敏二极管。

具体地，红外发射管105用于发射红外光束111，红外光束111垂直射入光学组件底板109，红外接收管106对红外光敏感，当红外发射管105发射的红外光束111经过光学组件103反射后射出，红外接收管106接收红外光束111检测液位，其中，红外光束111经过光学组件反射后从光学组件底板109垂直射出。

在一些实施例中，本实用新型实施例提供的液位检测装置的检测过程为：

首先对本实用新型采用的原理进行介绍：光的全反射原理，即当光线从光密介质进入到光疏介质，入射角大于某一临界角时，折射光线将会消失，所有的入射光线全部被反射回原介质的现象，其中，光密介质与光疏介质是相对的，光密介质的光的折射率较高，光疏介质的光的折射率较低。

本实用新型采用光的全反射原理，即当光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于42°时产生全反射现象，根据这一原理，本实用新型将用于反射红外光束111的光学组件103设计成透明中空且可以被液体充满的结构，且光学组件103与光电检测模块101分离独立。

红外发射管105发射红外光束111，红外光束111垂直射入光学组件底板109进入光学组件103，液体容器102内的液体通过第一导液槽201和第二导液槽202进入内空腔110，当内空腔110内的液位低于红外发射管105发射的红外光束111的高度时，红外光束111透过光学组件103故不会发生反射或者在光学组件内壁112上发生漫反射，红外接收管106无法接收红外光束111，则判定液体容器102的液位低于指定值；当内空腔110内的液位高于或等于红外发射管105射入的红外光束111的高度时，红外光束111射入光学组件103，并且经过两次全反射射出光学组件103，红外接收管106接收红外光束111，则判定液体容器102的液位高于或等于指定值。

在实际应用中，当液体容器102以及光学组件103被用户取走时，红外接收管106同样无法接收红外光束111，因此判定液体容器102的液位低于指定值，从而避免误判，提升了检测准确性。另外，本实用新型提供的液位检测装置结构简单，安装方便，且检测方式易于实现，大大提高了液位检测精度。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员仍可能对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种液位检测装置，其特征在于，包括光电检测模块、液体容器以及安装在所述液体容器内部的光学组件；

所述光电检测模块包括印制电路板以及对称安装在所述印制电路板上的红外发射管和红外接收管；

所述光学组件包括光学组件外罩、光学组件主体、光学组件底板，所述光学组件底板与所述光学组件主体之间形成内空腔；

当所述内空腔内的液位低于所述红外发射管发射的红外光束的高度时，所述红外光束透过所述光学组件；

当所述内空腔内的液位高于或等于所述红外光束的高度时，所述红外发射管发射的红外光束射入所述光学组件，经过两次全反射后射出，所述红外接收管接收所述红外光束。

2.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件主体是透明塑料或玻璃结构件，所述光学组件主体的折射率与所述内空腔内的液体的折射率的差值在预设范围内。

3.如权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件主体的折射率在1.2到1.6之间。

4.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述液体容器的透光率大于90％。

5.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件内壁是磨砂材料。

6.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件还包括光学组件底板，以及对称设置在所述光学组件底板上的第一导液槽和第二导液槽；

所述第一导液槽和所述第二导液槽用于将所述液体容器内的液体导入所述内空腔。

7.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件外罩为透明结构件，所述光学组件外罩与所述光学组件主体之间形成有密闭空间。

8.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述红外发射管是远红外发射管；所述红外接收管是光敏二极管。

9.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件主体的中心法线与所述光学组件主体的两侧外壁中任意一侧外壁之间的夹角在80°到100°之间，所述光学组件主体的内壁和外壁之间的夹角在5°到10°之间。

10.如权利要求1至9任一所述的液位检测装置，其特征在于，所述光学组件主体为棱镜或锥镜。