TWI583986B - Photoelectric diagonal material detection device - Google Patents

Description

光電對角式物料檢測裝置

本發明是有關於一種檢測裝置，特別是指一種光電對角式物料檢測裝置。

液位檢測裝置為習知一種用於檢測物料高度位置的物料檢測裝置，參閱圖1，為現有一種應用光電技術的液位檢測裝置，其包括一個設置於一個容器19的殼體11及分別相對設置於該殼體11內的一個發射模組12與一個接收模組13，然而，由於該發射模組12與該接收模組13需分別設置於該容器19的兩相反側才能接收信號，因此在安裝時，需同時在該容器19的兩側皆預留空間，所需要的安裝空間較大，且該發射模組12與該接收模組13於安裝時還需準確地對位及校正後才能達到較高的辨識度，安裝上程序較為複雜。

參閱圖2，為現有一種應用雷射感測技術的液位檢測裝置，其包括兩相對設置於一個容器19外的一個雷射發射模組14與一個雷射接收模組15，雷射感測技術具有能量高、精度準且可傳遞距離長的特點，故所能檢測的容器19尺寸範圍極廣，然而，雷射感測零件精密複雜且使用時耗能較高，導致價格及使用成本皆較昂貴。

因此，本發明之目的，即在提供一種適用於不同尺寸容器、安裝空間小且成本較低的光電對角式物料檢測裝置。

於是，本發明光電對角式物料檢測裝置，適用於設置於一個容器，並包含一個發射模組及一個接收模組。

該發射模組包括一個發射部，該發射部發射一個經該容器內部傳遞的光檢測信號。

該接收模組包括一個與該發射部對應設置且用以接收該光檢測信號的接收部，該接收部於該容器上對應之設置點的切平面與該發射部於該容器上對應之設置點的切平面相交，該接收模組根據該光檢測信號判斷該容器內部於該光檢測信號傳遞途徑中有無物料。

於是，本發明光電對角式物料檢測裝置，適用於置入一個容器，並包含一個殼體、一個發射模組，及一個接收模組。

該殼體包括一個第一延伸面，及一個與該第一延伸面相交的第二延伸面。

該發射模組設置於該殼體內，並包括一個設置於該第一延伸面的發射部，該發射部發射一個穿透該第一延伸面且經該容器內部傳遞的光檢測信號。

該接收模組設置於該殼體內，並包括一個與該發射部對應設置於該第二延伸面且用以接收該光檢測信號的接收部，該接收模組根據該光檢測信號判斷該容器內部於該光檢測信號傳遞途徑中有無物料。

本發明之功效在於：藉由將該發射部及該接收部對應設置，且令兩者於該容器上對應之設置平面相交，可於應用時，將該發射模組及該接收模組設於該容器一弧面、兩相鄰側面或內部以檢測該容器內的液位或物料高度，具有適用於不同尺寸容器、安裝空間小且成本較低之功效。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3與圖4，本發明光電對角式物料檢測裝置之一第一實施例適用於設置於一個容器9，並包含一個基板2、一個發射模組3及一個接收模組4。

該基板2包括一個沿一條第一直線L1延伸的第一延伸部21，及一個沿一條與該第一直線L1相交之第二直線L2延伸的第二延伸部22。

該發射模組3包括一個設置於該第一延伸部21的發射部31，及一個電連接該發射部31且用以控制該發射部31發射該光檢測信號的發射控制部32，該發射部31發射一個經該容器內部傳遞的光檢測信號。

該接收模組4包括一個與該發射部31對應設置於該第二延伸部22且用以接收該光檢測信號的接收部41，及一個電連接該接收部41且用以判斷處理該接收部41所接收之該光檢測信號的接收控制部42，該接收部41於該容器9上對應之設置點41P的切平面P2與該發射部31於該容器9上對應之設置點31P的切平面P1相交。其中，此處之設置點31P指其與該發射部31之發射端的連線可形成該容器9之壁面的一條法線，且該法線亦同時為該切平面P1之法線，而設置點41P則指其與該接收部41之接收端的連線可形成該容器9之壁面的一條法線，且該法線亦同時為該切平面P2之法線。

該接收模組4根據該光檢測信號判斷該容器9內部於該光檢測信號傳遞途徑中有無物料，若該光檢測信號於傳遞途徑中遭受阻擋或信號強度變弱，則判定傳遞途徑中存在物料，若傳遞信號強度不變，則判定傳遞途徑中無存在物料。

其中，該發射部31與該接收部41的距離不大於15公分；該發射部31與該接收部41較佳為設置呈平行相對，以增加判讀的精準度。

其中，如圖4、圖5及圖6所示，該第一直線L1與該第二直線L2之相交角度(亦即該等切平面P1、P2之相交角度)介於45度到135度間，較佳為使該基板2呈L型(即如圖4所示之90度)，且為一體成型，如此，即可如圖4所示應用於方形容器9、如圖5所示應用於具有銳角之容器9、或如圖6所示應用於八角狀等具有鈍角之容器9(或是具有圓弧壁之容器)。

值得一提的是，本實施例可如圖5所示，該發射模組3還包括一設置在該發射部31與該接收部41間的發射聚焦透鏡33，該接收模組4還包括一設置在該接收部41與該發射部31間的接收聚焦透鏡43，藉此，可提高檢測精確度。

參閱圖7及圖8，本實施例於應用時，可以如圖7所示一次安裝多組於該容器9上，以同時檢測不同高度的物料，或是如圖8所示為傾斜設置，以檢測較大的高度區間，亦可如圖9所示，是安裝於一個呈圓筒狀容器之側邊及底部以進行量測。

經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：

一、參閱圖3及圖4，藉由設置該基板2，且令該第一延伸部21及該第二延伸部22分別沿相交的該第一直線L1及該第二直線L2延伸，即可於應用時，將該發射模組3及該接收模組4分置該容器9的兩相鄰側面或一弧面，並藉由檢測所檢測位置有無液體或物料以判定該容器9的液位或物料高度，因此，本實施例在安裝時，只需在該容器9的一角預留空間，而不需如先前技術要同時在該容器9的兩側皆預留空間，所需要的安裝空間僅約為先前技術的一半。

再者，藉由將該發射部31及該接收部41直接相對平行設置於該基板2上，於應用時，本實施例僅需將該基板2及相關線路安裝在該容器9上即可使用，而不需如先前技術還要準確地將該發射部31及該接收部41對位及校正後才能達到較高的辨識度，故相較於先前技術，本實施例安裝上十分方便。

二、由於該第一直線L1及該第二直線L2相交之角度可依照實際使用需求而於上述角度範圍中調整，故能適用於一般容器9上會出現的大多數彎折角度或是圓弧面，亦即能適用於幾乎各種形狀之容器9或大型容器9，因此具有廣大的應用範圍。

參閱圖10，為本發明光電對角式物料檢測裝置的一第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，該第二實施例與該第一實施例的差異在於：

該第二實施例還包含一個殼體5，該殼體5包括一個第一延伸面51，及一個與該第一延伸面51相交的第二延伸面52。

該發射模組3設置於該殼體5內，並包括一個設置於該第一延伸面51內側的發射部31，該發射部31發射一個穿透該第一延伸面51且經該容器9內部傳遞的光檢測信號。

該接收模組4設置於該殼體5內，並包括一個與該發射部31對應設置於該第二延伸面52內側且用以接收該光檢測信號的接收部41，該接收模組4根據該光檢測信號判斷該容器9內部於該光檢測信號傳遞途徑中有無物料。

其中，該第一延伸面51與該第二延伸面52之相交角度介於45度到135度間，且該殼體5為水密封裝。

本實施例於應用時，可將該殼體5設計為圓柱體切去一扇形柱的架構，該發射模組3及該接收模組4即設置在該殼體5於扇形缺角的兩相對面內部，並將該殼體5懸掛設置於該容器9內，藉由該發射模組3及該接收模組4感測該扇形缺角間是否有液體或物料，即可達到檢測液位或物料高度的功效。

其中，該發射模組3及該接收模組4可以分別直接設置於該第一延伸面51與該第二延伸面52，或是可以先進行組裝後再一起設置。

值得一提的是，該殼體5可以為整體透光或是部分透光，僅需於該發射模組3及該接收模組4之接收發設路徑間的區域為透光材質即可。

藉此，同樣地，本第二實施例所需要的安裝空間較先前技術小，且同樣能適用於各種形狀之容器或大型容器9，具有廣大的應用範圍。

參閱圖11，為本發明光電對角式物料檢測裝置的一第三實施例，該第三實施例是類似於該第一實施例，該第三實施例與該第一實施例的差異在於：

本發明亦可直接設置於該容器9，並使該接收模組4之接收部41於該容器9上對應之設置點41P的切平面P2與該發射模組3之發射部31於該容器9上對應之設置點31P的切平面P1相交，其中，此處之設置點31P指其與該發射部31之發射端的連線可形成該容器9之壁面的一條法線，且該法線亦同時為該切平面P1之法線，而設置點41P則指其與該接收部41之接收端的連線可形成該容器9之壁面的一條法線，且該法線亦同時為該切平面P2之法線。

其可如圖11所示，該發射部31與該接收部41皆設置於該容器9外側，且分別位於該容器9的一側面與一底面，但亦可同時位於該容器9的側弧面，其設置位置及所應用之該容器9形狀可依實際需求決定，並不以此為限。

值得一提的是，安裝時須注意調整該發射模組3與該接收模組4之角度，以使該發射部31與該接收部41呈相對位置。

其中，相同地，該發射部31於該容器9上對應之設置點31P之切平面P1與該接收部41於該容器9上對應之設置點41P之切平面P2相交之角度介於45度到135度間，較佳為90度，且該發射部31與該接收部41的距離不大於15公分。

值得一提的是，該容器9可為透光或不透光材質，於該容器9為可透光材質時，該發射部31與該接收部41皆設置於該容器9外側；於該容器9為不透光材質時，該發射部31與該接收部41皆設置於該容器9內側。

如此，藉由令該發射部31及該接收部41於該容器9上對應之設置點31P、41P的切平面P1、P2相交，即可於應用時，將該發射模組3及該接收模組4分置該容器9的兩相鄰側面，因此，同樣地，本第三實施例所需要的安裝空間較先前技術小。

再者，藉由改變該發射部31與該接收部41的裝設位置，以調整切平面P1與切平面P2的相交角度，同樣能適用於各種形狀之容器或大型容器9，具有廣大的應用範圍。

綜上所述，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧基板

21‧‧‧第一延伸部

22‧‧‧第二延伸部

3‧‧‧發射模組

31‧‧‧發射部

31P‧‧‧設置點

32‧‧‧發射控制部

33‧‧‧發射聚焦透鏡

4‧‧‧接收模組

41‧‧‧接收部

41P‧‧‧設置點

42‧‧‧接收控制部

43‧‧‧接收聚焦透鏡

5‧‧‧殼體

51‧‧‧第一延伸面

52‧‧‧第二延伸面

9‧‧‧容器

L1‧‧‧第一直線

L2‧‧‧第二直線

P1、P2‧‧‧切平面

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是現有一種應用光電技術的液位檢測裝置之一個剖面示意圖； 圖2是現有一種應用雷射感測技術的液位檢測裝置之一個剖面示意圖； 圖3是本發明光電對角式物料檢測裝置的一個第一實施例的一個俯視示意圖； 圖4是該第一實施例應用於一個容器上的一個俯視示意圖； 圖5、6分別是該第一實施例的不同樣態應用於不同容器上的俯視示意圖； 圖7是該第一實施例多組安裝於一個容器上的立體示意圖； 圖8是該第一實施例呈傾斜安裝於一個容器上的立體示意圖； 圖9是該第一實施例安裝於一個圓筒狀容器側邊及底部的示意圖； 圖10是本發明光電對角式物料檢測裝置的一個第二實施例應用於一個容器內部的一個示意圖；及 圖11是本發明光電對角式物料檢測裝置的一個第三實施例應用於一個容器上的一個示意圖。

2‧‧‧基板

21‧‧‧第一延伸部

22‧‧‧第二延伸部

3‧‧‧發射模組

31‧‧‧發射部

31P‧‧‧設置點

4‧‧‧接收模組

41‧‧‧接收部

41P‧‧‧設置點

9‧‧‧容器

P1、P2‧‧‧切平面

Claims (11)

1. 一種光電對角式物料檢測裝置，適用於設置於一個容器，並包含：一個發射模組，包括一個發射部，該發射部發射一個經該容器內部傳遞的光檢測信號；及一個接收模組，包括一個與該發射部對應設置且用以接收該光檢測信號的接收部，該接收部於該容器上對應之設置點的切平面與該發射部於該容器上對應之設置點的切平面相交，該接收模組根據該光檢測信號判斷該容器內部於該光檢測信號傳遞途徑中有無物料。
2. 如請求項1所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該發射部於該容器上對應之設置點之切平面與該接收部於該容器上對應之設置點之切平面相交之角度介於45度到135度間。
3. 如請求項2所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該發射部於該容器上對應之設置點之切平面與該接收部於該容器上對應之設置點之切平面相交之角度為90度。
4. 如請求項2所述的光電對角式物料檢測裝置，於該容器為可透光材質時，其中，該發射部與該接收部之設置位置為分別設置於該容器的兩相鄰外側面及皆設置於該容器的一弧面其中之一。
5. 如請求項1所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該發射部與該接收部的距離不大於15公分。
6. 如請求項1所述的光電對角式物料檢測裝置，還包含一個基板，該基板包括一個供該發射部設置的第一延伸部，及一個供該接收部設置的第二延伸部。
7. 如請求項6所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該第一延伸部的延伸線與該第二延伸部的延伸線之相交角度介於45度到135度間。
8. 如請求項7所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該基板呈L型，且為一體成型。
9. 如請求項6所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該發射部與該接收部的距離不大於15公分。
10. 如請求項1所述的光電對角式物料檢測裝置，其中，該發射模組還包括一個電連接該發射部且用以控制該發射部發射該光檢測信號的發射控制部，該接收模組還包括一個電連接該接收部且用以判斷處理該接收部所接收之該光檢測信號的接收控制部。
11. 如請求項1所述的光電對角式物料檢測裝置，其中、該發射模組還包括一個設置在該發射部與該接收部間的發射聚焦透鏡，該接收模組還包括一個設置在該接收部與該發射部間的接收聚焦透鏡。