[發明專利]一種液面探測裝置及實現方法

在審

• 申請號: 202011533077.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112595384A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 韓旭;王維苓
• 申請（專利權）人: 天津光電惠高電子有限公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

1.一種液面探測裝置，包括殼體（1）、主板（2）、光學探頭（3）、密封膠圈（4）、灌封材料（5），其特征在于： 所述的殼體（1）為帶底筒狀腔體，在底筒有通孔的光學探頭安裝孔（1-1），安裝孔（1-1）直徑小于密封膠圈（4）內直徑，所述的主板（2）由線路板（2-1）、紅外發射管D1、紅外探測管Q1、外部供電線（2-4）、公共地線（2-5）、信號輸出線（2-6）、保險管F1構成，紅外發射管D1、紅外探測管Q1、穩壓電容C1、限流電阻R1、分壓電阻R2，保險管F1固定于線路板（2-1）的前端面，外部供電線（2-4）、公共地線（2-5）、信號輸出線（2-6）與線路板（2-1）焊接并置于線路板（2-1）后端面，所述的光學探頭（3）為透明圓錐形全反射棱鏡，錐形體底面直徑大于密封膠圈（4）內直徑，光學探頭（3）底面處有發射管腔體（3-2）、探測管腔體（3-3），其位置、尺寸與主板（2）的紅外發射管D1、紅外探測管Q1配合，并使光學探頭（3）、紅外發射管D1、紅外探測管Q1三條中軸線平行排布，密封膠圈（4）套于光學探頭（3）上并一起裝在殼體（1）內的光學探頭安裝孔（1-1）上，主板（2）置于殼體（1）內，使主板（2）的線路板（2-1）前端面頂緊在密封膠圈（4）上、紅外發射管D1、紅外探測管Q1分別插入光學探頭（3）的發射管腔體（3-2）、探測管腔體3-3內，灌封材料（5）灌注在殼體（1）內固定；電路連接為，外部供電線（2-4）的+24V接保險管F1的一端，保險管F1的另一端與穩壓電容C1陽極、限流電阻R1、分壓電阻R2、紅外探測管Q1的供電端連接，限流電阻R1的另一端與紅外發射管D1陽極連接，紅外探測管的信號輸出端與分壓電阻R3連接，分壓電阻R2的另一端與信號輸出線OUT、信號隔離晶體管Q2漏極連接，分壓電阻R3另一端與分壓電阻R4、信號隔離晶體管Q2柵極連接，穩壓電容C1陰極、紅外發射管D1陰極、紅外探測管Q1接地端、信號隔離晶體管Q2源極、分壓電阻R4的另一端、公共地線連接到一起并接地。

2.一種采用權利要求1所述的一種液面探測裝置的實現方法，其特征在于，步驟如下：第一步、將外部供電+24V電源與外部供電線+24V相接；將外部信號采集系統探測端與信號輸出線OUT相接，將外部公共地線與主板的接地線GND相接，

第二步、本裝置接入+24V外部電源后，外部供電+24V經保險管F1和穩壓電容C1的穩壓后，給線路板（2-1）供電，使紅外發射管D1持續輸出紅外線；

第三步、當光學探頭（3）未浸入液面、處于空氣環境中時，光學探頭（3）呈現全反射的狀態，此時紅外發射管D1發出的紅外線經過光學探頭（3）的兩次反射后，被紅外探測管Q1接收，紅外探測管Q1的輸出端輸出高電平，此高電平信號經分壓電阻R3和分壓電阻R4的分壓后，使信號隔離晶體管Q2導通，信號輸出端OUT輸出低電平；

第四步、當光學探頭（3）浸入液面后，光學探頭（3）呈現透射/折射的狀態，此時紅外發射管D1發出的紅外線到達光學探頭（3）外表面和液體的交接面時，紅外線被折射，紅外探測管Q1不能接收到紅外線，紅外探測管Q1的輸出端輸出低電平，此低電平信號經分壓電阻R3和分壓電阻R4的分壓后，使信號隔離晶體管Q2截止，信號輸出線OUT輸出高電平；

第五步、從本裝置上的信號輸出線OUT上的電壓高低能夠探測液面的位置，當信號輸出線OUT輸出低電平時，表示裝置未探測到液面；當信號輸出線OUT輸出高電平時，表示裝置已探測到液面。