光學液面計的製作方法

2023-05-18 03:35:01 1

專利名稱：光學液面計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進的光學液面計。
現有的光學液面計主要有光源、探頭、光電轉換元件、電子放大電路和報警器組成。其中光學液面計的探頭多為稜形、圓錐形和橄欖形。如英國專利GB2036－326提出了一種帶有橄欖形探頭的全反射式液面計，由於其探頭的形狀所限，光線在探頭中發生全反射的次數較少，當探頭與液面接觸時，光能量的變化量較小，因此測量靈敏度不高，而且探頭的加工也較複雜。
本實用新型的目的是要提供一種改進的光學全反射式液面計，它能夠靈敏地測出液面的位置，並使探頭的加工製造方便，成本較低。
本實用新型是這樣完成的採用玻璃(或石英)做成的U形棒作為探頭，使玻璃棒的直徑為2至10毫米，U形端的半徑R為4至60毫米。根據光學理論，當光線由光密介質(折射率高的介質)到光疏介質(折射率低的介質)，並且入射角大於臨界角時，光線在兩介質的分界面會產生全反射現象。光源發出的光由U形探頭的一端進入玻璃棒內，在玻璃棒與空氣或液體的分界面上，一部分光線經分界面折射而逸出玻璃棒進入空氣或液體中，另一部分光線(入射角大於臨界角的光線)則在兩分界面上產生一系列的全反射現象，從U形探頭的另一端射出由光電轉換元件接收。當U形探頭與液面接觸時，由於液體的折射率大於空氣的折射率，因此臨界角增大，使得較多的光在玻璃與液體分界面上產生折射而逸出玻璃棒進入液體中。這樣，光電轉換元件就能接收到較大的光能量變化，再經過放大處理系統進行放大處理，即可實現測量。
本實用新型由於採用玻璃(或石英)製成的U形棒作為探頭，光線在棒中產生的反射次數較已有技術中的各種探頭多，光電轉換元件接收到的光能量的變化量較大。因此，本實用新型的靈敏度較高，測量精度也相應提高，而且結構簡單、安裝和使用方便，U形探頭的加工製造也較方便，降低加工成本。
以下結合附圖舉實施例對本實用新型作進一步的介紹。


圖1是本實用新型一實施例的結構示意圖。
圖1中，光源1為一普通微型燈泡，U形探頭2採用玻璃製成，其直徑為3毫米，U形端的半徑為5毫米。位於U形探頭一端上方的光源1發出的光從U形探頭一端進入，在玻璃棒與空氣的分界面上，一部分光線(入射角小於臨界角的光線)經分界面折射而逸出玻璃棒進入空氣中，另一部分光線(入射角大於臨界角的光線)則在兩分界面上產生一系列的全反射現象，從U形探頭的另一端射出由光敏三極體接收。當U形探頭與水接觸時，由於水的折射率(n＝1.33)大於空氣的折射率(n＝1)，因此玻璃棒與水界面上產生全反射現象的臨界角大於玻璃棒與空氣界面上產生全反射現象的臨界角。這樣，經分界面折射而逸出玻璃棒進入水中的光線就會增加，光敏三極體(作為光電轉換元件3)接收到的光能量就減少，根據光信號的變化，經放大處理系統4處理後，就可準確測出水面的位置，或者報警器5發出報警信號。
權利要求1.一種由光源1、探頭2、光電轉換元件3、放大處理系統4和報警器5組成的光學液面計，其特徵在於其探頭2為U形玻璃(或石英)棒，其直徑為2至10毫米，U形端的半徑R為4至60毫米。
專利摘要一種光學液面計，通過採用U形玻璃(或石英)棒為探頭，使光源發出的光線在探頭內的全反射次數增多，從而提高測量靈敏度和精度，並且簡化結構，使加工方便，成本降低。適用於各種液體表面位置的報警、測量和自動控制。
文檔編號G01F23/02GK2065754SQ89215269
公開日1990年11月14日 申請日期1989年8月9日 優先權日1989年8月9日
發明者祝紹箕 申請人:祝紹箕