[发明专利]一种液面探测装置及实现方法

说明书

本发明涉及一种液面探测装置及实现方法，包括壳体、主板、光学探头、密封胶圈、灌封材料，在光学探头处于空气环境中时，构成红外发射管D1发射出红外线、光学探头做两次全反射、红外探测管Q1与红外线的光学通路相通，接收到红外发射管D1发射出红外线；在光学探头处于待测液体中时，红外发射管D1发射出红外线，光学探头做一次折射或透射，则红外探测管Q1与红外线的光学通路不通，接收不到红外线，实现液面探测。效果是实现了高可靠的液面探测的目的。

技术领域

本发明涉及一种液面探测装置及实现方法，用于各类储液装置的液面探测。

背景技术

在各类储液装置上广泛使用液位开关来探测储液装置的液面高度。液位开关由浮子开关，演变到磁开关，再到挡片式光电开关，无一例外地都属于纯机械开关或者机电混合开关。由于机械结构的引入，造成开关的结构复杂、长期工作的可靠性低，一旦机械结构部分出现卡滞，液位开关就会失效，由此带来的液位开关信号误报或漏报，将会给整个储液装置带来极大的安全隐患。因此，自主研发一种简易可靠的液面探测装置成为技术人员亟待解决的重要课题。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种液面探测装置，可以方便探测是否接触到液面，具体技术方案是，一种液面探测装置，包括壳体、主板、光学探头、密封胶圈、灌封材料，其特征在于： 所述的壳体为筒状腔体，所述的主板由线路板、红外发射管D1、红外探测管Q1、外部供电线、公共地线、信号输出线、保险管F1构成，红外发射管D1、红外探测管Q1、稳压电容C1、限流电阻R1、分压电阻R2保险管F1固定于线路板的前端面，外部供电线、公共地线、信号输出线与线路板焊接并置于线路板后端面，所述的光学探头为透明圆锥形全反射棱镜，锥形体底面直径小于密封胶圈内直径，光学探头底面处有发射管腔体、探测管腔体，其位置、尺寸与主板的红外发射管D1、红外探测管Q1配合，并使光学探头、红外发射管D1、红外探测管Q1三条中轴线平行排布，密封胶圈套于光学探头上并一起装在壳体内的光学探头安装孔上，主板置于壳体内，使主板的线路板前端面顶紧在密封胶圈上、红外发射管D1、红外探测管Q1分别插入光学探头的发射管腔体、探测管腔体3-3内，灌封材料灌注在壳体内固定；电路连接为，外部供电线的+24V接保险管F1的一端，保险管F1的另一端与稳压电容C1阳极、限流电阻R1、分压电阻R2、红外探测管Q1的供电端连接，限流电阻R1的另一端与红外发射管D1阳极连接，红外探测管的信号输出端与分压电阻R3连接，分压电阻R2的另一端与信号输出线OUT、信号隔离晶体管Q2漏极连接，分压电阻R3另一端与分压电阻R4、信号隔离晶体管Q2栅极连接，稳压电容C1阴极、红外发射管D1阴极、红外探测管Q1接地端、信号隔离晶体管Q2源极、分压电阻R4的另一端、公共地线连接到一起并接地。

实现方法的步骤如下，第一步、将外部供电+24V电源与外部供电线+24V相接；将外部信号采集系统探测端与信号输出线OUT相接，将外部公共地线与主板的接地线GND相接，第二步、本装置接入+24V外部电源后，外部供电+24V经保险管F1和稳压电容C1的稳压后，给线路板供电，使红外发射管D1持续输出红外线；第三步、当光学探头未浸入液面、处于空气环境中时，光学探头呈现全反射的状态，此时红外发射管D1发出的红外线经过光学探头的两次反射后，被红外探测管Q1接收，红外探测管Q1的输出端输出高电平，此高电平信号经分压电阻R3和分压电阻R4的分压后，使信号隔离晶体管Q2导通，信号输出端OUT输出低电平；第四步、当光学探头（3）浸入液面后，光学探头呈现透射/折射的状态，此时红外发射管D1发出的红外线到达光学探头外表面和液体的交接面时，红外线被折射，红外探测管Q1不能接收到红外线，红外探测管Q1的输出端输出低电平，此低电平信号经分压电阻R3和分压电阻R4的分压后，使信号隔离晶体管Q2截止，信号输出线OUT输出高电平；第五步、从本装置上的信号输出线OUT上的电压高低能够探测液面的位置，当信号输出线OUT输出低电平时，表示装置未探测到液面；当信号输出线OUT输出高电平时，表示装置已探测到液面。

本发明的技术效果是，运用全反射棱镜原理，构造出在空气环境中工作于反射状态、在液体环境中工作于折射或透射状态的模式，配合极简的电子元器件，实现高可靠的液面探测的目的。