[发明专利]一种管道液面超声报警器及其报警方法

摘要

本发明公开了一种管道液面超声报警器及其报警方法。本发明采用将发射端超声换能器和接收端超声换能器分别相对紧贴在管道的侧壁外表面，二者高度中心所在的平面为报警液面，并通过声透镜将超声波聚焦至管道内，作为低液位报警器，当管道中的液体位于报警液面以上时，超声波信号经液体传输至接收端超声换能器，超声换能器断开；当管道中的液体低于报警液面时，接收端超声换能器接收到的超声波信号非常微弱，此时微弱的电信号传输至超声调节器，低于逻辑阈值，超声换能器导通启动报警电源，报警器发出警报；本发明利用超声波本身属性，能够精确地对液位实时在线监控，不在安全范围即会自动发出警报，有效监控液体的输入情况，从而保障输液安全。

主权项

1.一种管道液面超声报警器，其特征在于，作为低液位报警器，所述超声报警器包括：发射端超声换能器、接收端超声换能器、驱动电源、开关、超声调节器、报警电源以及报警器；其中，所述发射端超声换能器与接收端超声换能器相对设置在管道的侧壁外表面，并且二者高度的中心位于同一垂直于管道的中心轴的平面上，二者高度的中心所在的平面为报警液面；所述发射端超声换能器和接收端超声换能器为相同的结构，所述发射端超声换能器包括依次设置在发射端衬底上的发射端压电晶片、发射端匹配层和发射端声透镜，接收端超声换能器包括依次设置在接收端衬底上的接收端压电晶片、接收端匹配层和接收端声透镜；所述发射端声透镜和接收端声透镜的表面形状与管道的侧壁外表面相匹配，发射端声透镜和接收端声透镜相对，通过耦合剂紧贴在管道的侧壁外表面；所述发射端压电晶片连接至驱动电源，所述驱动电源连接开关；所述接收端压电晶片连接至超声调节器，所述超声调节器为逻辑门电路，所述超声调节器连接报警电源；所述报警电源连接至报警器；打开开关，驱动电源发出电信号至发射端压电晶片，发射端压电晶片将电信号转换为超声波信号，经发射端匹配层传输至发射端声透镜，发射端声透镜将超声波信号聚焦进管道；当管道中的液体位于报警液面以上时，超声波信号经液体传输至接收端声透镜，再经接收端匹配层至接收端压电晶片，将超声波信号转换为电信号，电信号传输至超声调节器，电信号大于逻辑门电路的逻辑阈值，逻辑门电路为断路；当管道中的液体低于报警液面时，发射端声透镜与接收端声透镜间为空气，超声波信号不能在空气中传输，而通过管道的管壁传播的超声波信号会发散，因此接收端声透镜只能接收到微弱的超声波信号，此时接收端压电晶片将微弱的电信号传输至超声调节器，微弱的电信号低于逻辑门电路的逻辑阈值，逻辑门电路导通，从而接通报警电源，报警器发出警报。