光電式液位探測頭的製作方法

2023-10-04 03:24:24

專利名稱：光電式液位探測頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電式液位探測頭，屬於光電式液位監測裝置中的液位探測頭部分。
在生產和生活中，經常需要對盛放在容器內的液位進行監測，特別是壓力容器，如鍋爐的液位監測尤其重要。
本發明人曾發明「光電液位監測裝置」(專利申請號88214964.4)，其中的液位探測頭部分，由發光管、光接收管、安裝在發光管中的光源、安裝在光接收管中的光敏元件，以及一個浮在液面上的不透明浮子等組成，它是利用當液位達到被監測位置時，液面上的浮子將光線擋住，改變光接收管中光敏元件的受光狀態，從而啟動報警裝置，達到液位監測的目的。由於浮在液面上的不透明浮子不是固定式安裝，位置容易漂移，儘管在浮子四周套了一個不鏽鋼限位網筒，但又容易出現將浮子卡住的危險，從而影響液位監測的可靠性。
本實用新型的目的是設計一種不要浮子的光電式液位探測頭。
本光電式液位探測頭是利用液體淹沒稜鏡面時，光線會從全反射改為折射的原理設計的，由發光管、光接收管、安裝在發光管中的光源，安裝在光接收管中的光敏元件等部分組成，本實用新型的特徵是，發光管前端的透光玻璃伸出管口，透光玻璃的前端有稜鏡面，光接收管安裝在稜鏡面的全反射光路上，透光玻璃密封粘接在發光管口上。
本實用新型是根據光線從光密介質進入光疏介質時會發生全反射，而當介質發生變化時，光線會從全反射變為折射的原理設計的。其實施液位監測的原理是當帶稜鏡面的透光玻璃暴露在空氣中時，由於空氣是光疏介質，投射到稜鏡面上的光線會發生全反射，安裝在反射光路上光接收管中的光敏元件受光，當稜鏡面被液體淹沒時，由於液體的折射率和玻璃接近，原來全反射的光線將改變方向，直接透過稜鏡面發生折射，光接收管中的光敏元件不受光。使用時，在盛液體容器的需監測液位處安裝一對發光管和光接收管，通過液位淹沒與否時，光敏元件受光狀態的變化，啟動報警裝置，達到液位監測的目的。
以下結合附圖
給出本實用新型的兩個具體實施例。
圖一是具有一個稜鏡面，發光管和光接收管分離的液位監測頭。圖中1為發光管，2為帶稜鏡面的透光玻璃，3為光接收管，4為光接收管的透光玻璃，5為放光源的空腔，6為放光敏元件的空腔，7為容器壁。其中稜鏡面和入射光線成45°角，發光管和光接受管軸線成直角。圖中帶箭頭的實線是全反射時的光路，虛線是液體淹沒稜鏡面時的折射光路。
圖二是具有兩個稜鏡面，發光管和光接收管合在一起的液位監測頭。圖中，8為發光管和光接受管套，9為帶兩個稜鏡面的透光玻璃，10為遮光隔板，11為放光源的空腔，12為放光敏元件的空腔。其中兩個稜鏡面夾角為90°。圖中，帶箭頭的實線為稜鏡面暴露在空氣中發生全反射時的光路，虛線是稜鏡面被液體淹沒時的折射光路。
應該指出的是，在發光管和光接收管分離式的液位探測頭中，還有一種方案，即將光接收管安裝在當液體淹沒時的折射光路上，即使光敏元件在液體淹沒發光管時受光，低於發光管時不受光。
本光電式液位監測頭由於去掉了原有光電式液位監測頭中的浮子部分，因而結構更加緊湊，監測也更加可靠，同時由於透光玻璃與發光管和光接收管之間可採用高強度密封粘接，因而整個探測頭可經受300℃以上高溫和300個以上大氣壓的高壓，特別適合壓力容器的液位監測。
權利要求1.一種光電式液位探測頭，由發光管、光接收管、安裝在發光管中的光源、安裝在光接收管中的光敏元件等部分組成，本實用新型的特徵是，發光管前端的透光玻璃伸出管口，透光玻璃的前端有稜鏡面。
2.按權利要求1所述的光電式液位探測頭，其特徵是，透光玻璃前端的稜鏡面與入射光線成45°角。
3.按權利要求2所述的光電式液位探測頭，其特徵是，光接收管按裝在稜鏡面全反射光路上。
4.按權利要求2所述的光電式液位探測頭，其特徵是，光接收管按裝在當液體淹沒稜鏡時的折射光路上。
5.按權利要求1所述的光電式液位探測頭，其特徵是透光玻璃前端有兩個稜鏡面，兩稜鏡面夾角為90°，發光管和光接收管合在一個管套8中，管套空腔中間用遮光隔板10隔開，光源和光敏元件分別放在隔板兩側空腔中。
專利摘要本實用新型涉及一種光電式液位探測頭，由發光管、光接收管、安裝在發光管中的光源、安裝在光接收管中的光敏元件等部分組成。本裝置的特徵是發光管上裝有一個帶有稜鏡面的棒狀透光玻璃，光接受管安裝在稜鏡面的反射光路上，利用液面淹沒稜鏡面時光線從全反射改為折射，使光敏元件受光狀態發生改變的原理，實施液位監測。本探測頭具有結構緊湊、可靠性高、耐高溫高壓的優點，特別適合壓力容器的液位監測。
文檔編號G01F23/22GK2043350SQ88220278
公開日1989年8月23日 申請日期1988年12月1日 優先權日1988年12月1日
發明者何冠勇 申請人:何冠勇