[發明專利]一種非接觸式管內液體檢測器及其檢測方法

在審

• 申請號: 200910136363.7
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN101561517A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 肖巍;田海濤;傅楊劍;官宏祥
• 申請（專利權）人: 廣州市怡文科技有限公司
• 主分類號: G01V8/12
• 分類號: G01V8/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及測試測量技術中用于管內液體流經感知檢測，尤其是涉及一種應用光電檢測技術針對細管內的污水流經感知檢測。

背景技術

目前，應用于測試測量技術中的液體檢測感知技術主要有三類：

1.電極檢測法：該方法涉及一個水樣輸入口1、一個計量杯2、一個電極探針3、一個信號線4。其應用原理為：計量杯2內有水樣時，水樣中的各種離子在電極探針的作用下移動使電極探針3兩端形成通路。其構造如圖1所示，主要為計量杯內水位上升后觸碰到探針時，計量杯底部的電極和探針電極形成通路，從而得到信號。其缺點和不足在于：(1)不能測一些不導電的液體，如純凈水、酒精、某些液態有機物等；(2)溶液可能具有腐蝕性，使得必須選用鉑金、鈀金這樣的貴重金屬作為電極，價格昂貴；(3)離子富集在電極表面，對測定結果產生嚴重的影響，如本次計量的污水中含有的金屬元素通過氧化還原反應富集在電極上，而將來計量酸性溶液時又與之反應。

2.光電透射法：該方法涉及一個光放射極5、一個光接收極6以及中間的玻璃管7，其原理為：根據液體和空氣折射率的差別，光通過玻璃管后產生的匯聚或者發散作用。由于液體的折射率比空氣大，當管內為液體的時候光匯聚作用強，當管內為空氣的時候光匯聚作用弱。檢測接收端的光強就可以得到管內是否有液體。原理示意圖如圖2所示。其缺點與不足在于：當管內為顏色較深的液體或污水時，由于從發射端發出的光被液體吸收了一部分，那么從接收端接收到的光強會相應的減弱很多，容易讓管內有顏色較深的液體時誤判為管內無液體。

3.錐形針-光電反射法：該方法涉及一個光發射極8、一個光接收極9、一個錐形玻璃探頭10。其原理為：根據空氣和液體的折射率差異，當錐形探頭在空氣介質11中時(如圖3-①)，發射極發出的光線在探頭內光線全反射到接收端，當錐形探頭在液體介質12中時(如圖3-②)，光線在錐形探頭的界面上發生了折射，從而接收極不能接收到光信號。其缺點與不足在于：(1)如果安裝在細管內，由于錐形突出部分容易掛住絮狀物形成堵塞或誤判；(2)裝置要安裝在細管內難度大，比較適合于大液面的液位檢測。

綜上所述，污水和環境水樣的水質情況比較復雜，通常含有大量的雜質或腐蝕性成分，傳統的液體檢測感知技術在該領域的應用效果不佳。

發明內容

由于現有技術在對污水或者水質情況比較復雜的環境下進行檢測時，檢測效果方面存在弊端，導致大多數液體檢測裝置成本過高，或者應用受限。針對現有技術在該領域液體檢測感知應用中遇到的問題，本發明提供一種非接觸式管內液體檢測器，其特征在于：包括外殼、檢測部件、玻璃管和面板，所述玻璃管通過管孔與所述檢測部件及外殼串接，用于液體的進出；所述檢測部件置于所述外殼內部，并與所述外殼相固定，所述外殼與所述面板相固定；所述檢測部件包括玻璃管架和控制電路板，其中：所述控制電路板包括發光二極管、光電傳感器以及信號輸出電路，所述發光二極管用于提供光發射極的發射光源，所述光電傳感器用于提供光接收極的光信號接收，并將光信號轉變成為電信號，通過所述信號輸出電路是否輸出電信號來判斷所述玻璃管內是否為液體；所述玻璃管架包括一個用以放置所述發光二極管的光發射極的端口、一個用以放置所述光電傳感器的光接收極的端口以及一個用以將所述玻璃管置于其中的玻璃管預留管孔。

本發明還提供使用該非接觸式管內液體檢測器檢測液體的方法，其特征在于，包括以下步驟：當玻璃管內為空氣時，利用控制電路板控制紅外發光二極管發射光源，光發射極發射的光線按照設計的入射角度投射在玻璃管的外壁上，產生第一次折射將光線投射在玻璃管的內壁。由于玻璃管與空氣兩介質密度相差很大，光線在內壁上產生全反射，經玻璃管外壁折射投射到光接收極的光電傳感器，光電傳感器將光信號轉變成為電信號輸出，此時玻璃管內無液體；當液體流經玻璃管時，由于玻璃管和液體兩介質密度近似，光線在玻璃管內壁上不會產生全反射，光線將產生第二次折射進入玻璃管內，又經玻璃管內壁和外壁兩次折射投射到玻璃管外，因此，在光接收極的位置無法接收到光信號，信號輸出電路無信號輸出，表征此時管內有液體。基于該原理，本檢測器可準確可靠地感知了管內液體的流經。

附圖說明

圖1是現有的應用電極檢測法設計的液體檢測器；

圖2是現有的應用光電透射法設計的液體檢測器；

圖3是現有的應用錐形針-光電反射法設計的液面檢測器；

圖4是本發明的光路原理示意圖；

圖5是本發明實施例的右視圖和主視圖；

圖6是本發明的玻璃管架結構示意圖。

具體實施方式