一種非接觸式管內液體檢測器的製作方法

2023-10-29 00:56:27 2

專利名稱：一種非接觸式管內液體檢測器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測試測量技術中用於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汙水流經感知檢測。
背景技術：
目前，應用於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l所示，主要為計量杯內水位上升後觸碰到 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。其缺點和不足在於(l) 不能測一些不導電的液體，如純淨水、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，如本次計量的汙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，光通過玻璃管後產生的匯聚或者發散作用。由 於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 點與不足在於當管內為顏色較深的液體或汙水時，由於從發射端發出的光被液體吸收了 一部分，那麼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。其缺點與不足在於(l)如果安裝在細管內，由於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，比較適合於大液面的液位檢測。 綜上所述，汙水和環境水樣的水質情況比較複雜，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。

發明內容由於現有技術在對汙水或者水質情況比較複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，本實用新型提供一種非接觸式管內液體檢測器，其特徵在 於包括外殼、檢測部件、玻璃管，所述玻璃管通過管孔與所述檢測部件及外殼串接，用於液 體的進出；所述檢測部件置於所述外殼內部，並與所述外殼相固定；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體、光電傳感器以及信號輸出電 路；所述玻璃管架包括一個用以放置所述發光二極體的光發射極的埠 、一個用以放置所 述光電傳感器的光接收極的埠以及一個用以將所述玻璃管置於其中的玻璃管預留管孔。

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，其中圖3-①為錐形探
頭在空氣介質中的情況，圖3-②為錐形探頭在液體介質12中的情況； 圖4是本實用新型的光路原理示意圖，其中圖4-①為玻璃管內為介質空氣時的情
況，圖4-②為玻璃管內為介質液體時的情況； 圖5是本實用新型實施例的右視圖和主視圖； 圖6是本實用新型的玻璃管架結構示意圖。
具體實施方式圖5所示為本實用新型一種非接觸式管內液體檢測器的右視圖和主視圖，18為外 殼，19為檢測部件，15為玻璃管，20、21為自攻螺釘。玻璃管15通過管孔24與檢測部件19 及外殼18串接而成，檢測部件19置於外殼18內部，並通過一 自攻螺釘20與外殼18相固 定，外殼18通過一個自攻螺釘21與面板相固定。其中玻璃管15用於液體的進出，液體從 玻璃管15的一端流進，從另一端流出。檢測部件19是本實用新型的核心部分，包括一個 玻璃管架和一個控制電路板，其中玻璃管架是本實用新型實現液體檢測感知技術的核心裝 置，為本實用新型光路工作原理的實現提供了必備的輔助裝置。玻璃管架示意圖如圖6所 示；控制電路板主要由發光二極體、光電傳感器以及信號輸出電路組成。發光二極體用於提 供光發射極13的發射光源，光電傳感器用於提供光接收極14的光信號接收，並將光信號轉 變成為電信號，通過控制電路板上的信號輸出電路，是否輸出電信號來判斷玻璃管內是否 為液體。外殼18和檢測部件19選材黑色ABS樹脂，以減少外部光源對檢測過程的影響。 如圖6所示為本實用新型的玻璃管架示意圖，主要包括一個用以放置發光二極體 的光發射極13的埠 22，一個用以放置光電傳感器的光接收極14的埠 23，一個玻璃管 預留管孔24，用以將玻璃管15置於其中。其中光發射極13的光源採用紅外發光二極體發 射光源，光接收極14採用紅外光電傳感器接收信號，用以減少太陽光對接收端的幹擾。玻 璃管架通過發光二極體管腳、光電傳感器管腳以及玻璃管與控制電路板相固定。 圖4所示為本實用新型的光路原理示意圖，一個光發射極13，一個光接收極14以 及玻璃管15，利用光從玻璃介質投射到空氣介質或者液體介質時全反射角不同，提供了一 種光電檢測方法。按照設定好的發射光的入射角度，光發射極13發射光線投射在玻璃管15 的外壁上，產生第一次折射，折射的光線繼續投射在玻璃管15的內壁上，當玻璃管內為介 質空氣16時(如圖4-①)，由於玻璃管和空氣兩介質密度相差很大，該折射光線產生全反 射，又經玻璃管外壁一次折射投射到光接收極14，光接收極14的光電傳感器接收光信號， 並將光信號轉變成為電信號輸出；當玻璃管15內為介質液體17時(如圖4-②)，由於玻 璃管和液體兩介質密度近似，該折射光線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，光接收極14沒有接收到光信號。通過以上描述的光路原理發生過程，就可以通過光接收極14是否接收到光信號，來準確可靠地感知液體的流經。[0017] 本實用新型與現有技術的相比，具有以下優點 (1)本實用新型的非接觸式管內液體檢測器適用於流經內徑為①3mm左右的細管內的液體進行流經感知檢測； (2)採用光電檢測法具有檢測器與被測液體無需直接接觸的優點，這種非接觸式的檢測方法，使檢測器不需和腐蝕性極強的液體接觸，大大方便了儀器的維護，延長了檢測器的使用壽命； (3)能夠適應流經多種類的液體，如純淨水、強酸強鹼、工業汙水水樣等等。尤其適用於管內為顏色較深的液體或者汙水時，本實用新型利用光從玻璃介質投射液體介質時側壁全反射的光電檢測法，可以消除對透光性差液體的誤判。 (4)控制管內徑為①3以保證後續工藝的取液量，且器件裝配方便，性價比高。[0022] 本實用新型這裡公開的實施例是示例性的，其僅是為了對本實用新型進行解釋說明，而並不是對本實用新型的限制，本領域技術人員能夠理解，可以採用普通光發射極、普通光電傳感器等，使控制檢測電壓閥值從而實現檢測目的；同時還可以採用其它透明管路，如PVE透明硬管等，來作為光全反射或者折射界面，這些可以預見的改良和擴展都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種非接觸式管內液體檢測器，其特徵在於包括外殼、檢測部件、玻璃管，所述玻璃管通過管孔與所述檢測部件及外殼串接，用於液體的進出；所述檢測部件置於所述外殼內部，並與所述外殼相固定；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體、光電傳感器以及信號輸出電路；所述玻璃管架包括一個用以放置所述發光二極體的光發射極的埠、一個用以放置所述光電傳感器的光接收極的埠以及一個用以將所述玻璃管置於其中的玻璃管預留管孔。
2. 根據權利要求1所述的非接觸式管內液體檢測器，其特徵在於所述檢測部件通過自攻螺釘與所述外殼相固定，所述外殼通過自攻螺釘與所述面板相 固定。
3. 根據權利要求1所述的非接觸式管內液體檢測器，其特徵在於 所述外殼和檢測部件採用黑色ABS樹脂製成。
4. 根據權利要求1所述的非接觸式管內液體檢測器，其特徵在於所述玻璃管架通過所述發光二極體管腳、所述光電傳感器管腳以及所述玻璃管與所述 控制電路板相固定。
5. 根據權利要求1所述的非接觸式管內液體檢測器，其特徵在於 所述發光二極體為紅外發光二極體，所述光電傳感器為紅外光電傳感器。
專利摘要一種非接觸式管內液體檢測器，包括外殼、檢測部件、玻璃管，所述玻璃管通過管孔與所述檢測部件及外殼串接，用於液體的進出；所述檢測部件置於所述外殼內部，並與所述外殼相固定；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體、光電傳感器以及信號輸出電路；所述玻璃管架包括一個用以放置所述發光二極體的光發射極的埠、一個用以放置所述光電傳感器的光接收極的埠以及一個用以將所述玻璃管置於其中的玻璃管預留管孔。
文檔編號G01V8/12GK201477217SQ20092015378
公開日2010年5月19日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者傅楊劍, 劉宇兵, 官宏祥, 田海濤, 肖巍 申請人:廣州市怡文環境科技股份有限公司