[發明專利]光纖液位尺

無效

• 申請號: 200710011711.9
• 申請日: 2007-06-15
• 公開（公告）號: CN101324459A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 韓昆;韓曉宇
• 申請（專利權）人: 韓昆;韓曉宇
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬領域

本發明屬于計量領域，精密測量范疇。該發明主要應用于水、油流量檢定裝置的計量，可以對 水、油流量檢定裝置中標準容器計量頸上玻璃管中的液位進行大范圍、高精度的測量，并將其液面 的高度轉換成數字信號送于外顯示器或計算機，為水、油流量檢定裝置的信息化管理，自動化測試 提供技術支持。本發明也可用于浮子式氣體、透明液體流量計以實現其數字量轉化

背景技術

以水流量檢定裝置為例：水流量檢定裝置是用于檢定流量儀表準確性的設備，其結構大致如 圖1。檢定過程是使一定量的水以一定的流速從被檢儀表(1)中流過，并完全流人標準容器中。標 準容器計量頸(2)上玻璃管(3)中的液位高度(4)由用卡尺構成的測量器(5)的讀數尺游標(6) 測出，經換算指示出流人標準容器(7)中水的精確容積，再同被檢儀表的容積指示值比較后得出 被檢儀表的準確度。完成一次對被檢儀表的計量測試。

目前，對水、油流量檢定裝置中標準容器計量頸上玻璃管中的液位高度值的讀取主要是用目 測的方法，這種方法除因計量頸的位置過高而造成讀數不便之外也不利于實現自動化測試和信息化 管理。為了解決上述問題，有采用光纖頭定位，用步進電機帶動精密絲杠作為長度基準來進行液位 讀數的方法；有用攝像頭攝像，然后用計算機進行界面分析得到液位讀數的方法。前一種方法設備 的體積較大，較重，且造價不菲；后一種方法受攝像頭視野的限制造成測量范圍過窄。

發明內容

光纖液位尺能以低成本，輕重量，大范圍，高精度完成對水、油流量檢定裝置中標準容器計 量頸上玻璃管中的液位高度值的讀取、數字量的轉換和同上位機通訊的任務。

光纖液位尺主要是由可分組發光、縱向排列的紅外發光二極管陣列構成的條狀紅外光源1(圖 2)；接收尺遮光板2(圖2)；用多根光纖單股縱向、有序排列而成的接收尺3(圖2)；光纖定心板 4(圖2)；光管定心板5(圖2)；主控板6(圖2)上的紅外光敏三極管接收陣列、單片機控制系統 加外殼7(圖2)組成。

光纖液位尺工作時，紅外發光管陣列組成的條狀紅外光源1(圖2)安裝在水、油流量檢定裝 置中標準容器計量頸上玻璃管8(圖2)的一側，用多根光纖單股縱向、有序排列而成的接收尺3 (圖2)安裝在對面一側作為長度基準，接收經過玻璃管中空氣或水或水的彎月面，經遮光板2(圖 2)濾光后，來自條狀紅外光源1(圖2)的紅外光。接收尺中光纖組11(圖2)的另一端有序的散 開，按照各組相同序號一一對應送入光纖定心板4(圖2)相同序號的孔中，光纖將接收到的紅外 光經光電管定心板5(圖2)后送到主控板6(圖2)上光電管陣列接收、由被單片機控制的A/D轉 換器對其量化，經單片機分析、計算、得出液位高度值及一定時間內的液位平均高度值(用于液面 波動較大，平穩時間過長的測量)從而得出流人標準容器中水或油的容量。

光纖液位尺的優點為：1、接收尺是用多根光纖單股縱向、有序排列而成，接收尺的精度取決 于單根光纖的直徑，所以能滿足各種水、油流量檢定裝置的讀數精度要求。2、接收尺的光纖另一 端可以有序的散開，為光敏三極管的使用提供了自由的空間，克服了因其體積較大而不能在水、油 流量檢定裝置上使用的缺點，充分發揮了光電管的價格優勢。3、光纖液位尺的條狀紅外光源的紅 外光發射，接收尺的紅外光接收均采用分組掃描的方式，從而大幅減少了接收光電管的用量，進一 步降低了造價，減輕了重量，減小了體積、提高了可靠性。光纖液位尺實現了以低成本，大范圍、 高精度的對水、油流量檢定裝置中標準容器計量頸上玻璃管中的液位高度值進行測量的目標。并且 不影響原有的人工讀數，基本上不改動原設備，為原設備升級改造提供了方便。

具體實施方式

實施方式見圖2，條狀紅外光源1(圖2)，接收盒7(圖2)分別安裝在被測玻璃管兩側(對 面)并且用螺絲固定，接收尺遮光板2(圖2)緊貼在條狀紅外光源1(圖2)對面玻璃管的管壁上， 接收尺3(圖2)中光纖的另一端有序的固定在光纖定心板4(圖2)上，再經光電管定位板5(圖 2)后將紅外光送到主控板6(圖2)上由光敏三極管陣列上進行接收，接收到的光電信號送到由單 片機、A/D轉換器等電路組成的控制電路進行分析、處理、通信等工作，完成整個測試流程。

附圖1為水流量檢定裝置示意圖，圖中1為流量儀表、2為計量徑、3為讀數玻璃管、4為液 位高度、5為測量器、6為讀數尺游標、7為標準容器。