[實用新型]一種基于光聲效應的液位測量裝置

有效

• 申請號: 201420102362.7
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN203719735U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李惠玲;陳昭炎;黃秀平;何文康;林林慶
• 申請（專利權）人: 嘉應學院
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 廣東祁增顥律師事務所 44318
• 代理人: 曾琦

技術領域

本實用新型涉及一種液位測量裝置，更具體地說，尤其涉及一種基于光聲效應的液位測量裝置。

背景技術

光聲效應是一種光誘導聲振動的過程。?當物質吸收光后，部分光能量轉換成熱能，使物體的溫度升高和體積膨脹，如果對入射光進行周期性調制，則在物體內產生周期性振動，這種周期性振動在空間的傳播便形成了聲波，聲波的頻率和入射光的調制頻率相同。近年來，光聲效應在監測大氣污染、檢測物質的吸收譜、測定一些半導體材料的能級躍遷和螢光物質、光導材料的量子效率、監測光化學過程等方面得到廣泛應用。但光聲效應應用于液位測量方面目前還是空白。

現有液面高度測量有浮子式液位測量、磁致伸縮液位測量、壓差式液位測量、光纖式液位等方法，但這些方法都是接觸式測量；雷達液位測量、超聲波液位測量等方法雖不是接觸式測量，但成本不低、精度不高。本實用新型提供一種非接觸式、實時、成本低、精度高等液位測量方法。

發明內容

本實用新型的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種成本低、精度高，可實現非接觸式實時測量的基于光聲效應的液位測量裝置。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種基于光聲效應的液位測量裝置，包括具有封閉腔體的實驗容器，其中所述實驗容器上部設有導通內部封閉腔體的透氣孔，所述實驗容器通過導管連接有待測容器；在實驗容器側壁上設有透明窗口，在實驗容器內壁設有與透明窗口相對應的黑色光吸收材料層，在實驗容器外側由遠至近依序設有相互配合的激光光源和斬光器，激光光源射出的光束依序通過斬光器和透明窗口后照射在黑色光吸收材料層上；在實驗容器內設有聲音采集器，聲音采集器連接有數據處理單元。

上述的一種基于光聲效應的液位測量裝置中，所述的實驗容器為透明玻璃瓶。

上述的一種基于光聲效應的液位測量裝置中，所述的黑色光吸收材料層為涂覆在實驗容器內壁上的炭黑涂層。

上述的一種基于光聲效應的液位測量裝置中，所述的數據處理單元為示波器或者計算機。

上述的一種基于光聲效應的液位測量裝置中，實驗容器和待測容器之間的導管上設有控制閥。

上述的一種基于光聲效應的液位測量裝置中，所述透氣孔的孔徑為2～5mm。

本實用新型采用上述結構后，通過激光光源、斬光器、炭黑層、聲音采集器和數據處理單元配合形成光聲效應檢測裝置。調節斬光器頻率，當數據處理單元接受的信號最大時，信號頻率就是腔體的固有頻率。當實驗腔體中液位變化時，共振頻率隨之變化。測量時，通過連接管把實驗容器與待測容器連通，即可實時測量液位。另外，通過信號傳輸系統，還可實現遠距離液位測量。

附圖說明

下面結合附圖中的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但并不構成對本實用新型的任何限制。

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1中A處的局部放大示意圖。

圖中：實驗容器1、透氣孔1a、透明窗口1b、待測容器2、黑色光吸收材料層3、激光光源4、斬光器5、聲音采集器6、數據處理單元7、控制閥8。

具體實施方式

參閱圖1和圖2所示，本實用新型的一種基于光聲效應的液位測量裝置，包括具有封閉腔體的實驗容器1，所述實驗容器1上部設有導通內部封閉腔體的透氣孔1a，透氣孔1a用于平衡封閉腔體內外的氣壓，使測量更準確、透氣孔1a的孔徑不能過大，否則外部噪音會影響測量的準確度，透氣孔1a的優選孔徑為2-5mm?；所述實驗容器1通過導管連接有待測容器2，為方便后期的維護，在該段導管上設有控制閥8，控制閥8在正常工作狀態下，處于常開狀態，只有在維護或出現意外情況時才關閉；在實驗容器1側壁上設有透明窗口1b，在實驗容器1內壁設有與透明窗口1b相對應的黑色光吸收材料層3，在實驗容器1外側由遠至近依序設有相互配合的激光光源4和斬光器5，激光光源4射出的光束依序通過斬光器5和透明窗口1b后照射在黑色光吸收材料層3上；在實驗容器1內設有聲音采集器6，聲音采集器6連接有數據處理單元7。所述的數據處理單元7為示波器或者計算機，本實施例中優選為示波器。同時，在本實施例中，所述的黑色光吸收材料層3為涂覆在實驗容器1內壁上的炭黑涂層。當然，也可以采用其他本領域常用的黑色光吸收材料。

另外，本實施例中的實驗容器1不受形狀的限制，任意形狀的腔體都可測量。本實施例中實驗容器1優選為透明玻璃瓶。