專利名稱：光感式液位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種高精度的液位自動顯示裝置，它可用于一切觀測常溫液位的固定或相對固定的場所，其觀測精度可達±0.3厘米。
現(xiàn)有的中國專利“光電式液位儀”(專利號CN 86 101109)是利用浮體上的兩個導(dǎo)電滑輪沿著兩根帶電導(dǎo)軌垂向滾動接觸取得電能后，使浮體上的聚光燈獲得跟蹤液位的光束，再由等間隔垂向分布的光敏元件所組成的傳感裝置識別光束所在位置，然后由顯示器顯示液位的。
由于這種液位儀存在著(1)聚光燈耗能較大，外接電源是用兩根電導(dǎo)軌及兩個導(dǎo)電滑輪傳輸給聚光燈的，因此制造時對通電導(dǎo)軌和導(dǎo)電滑輪的選材及安裝工藝要求嚴格成本較高;(2)因其帶電能的導(dǎo)軌和滑輪裸露在與液體共同的空間里，可能產(chǎn)生的靜電感應(yīng)，使這種液位儀難以用于觀測易燃易爆及腐蝕性較強的液體。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種精度高，造價低，性能穩(wěn)定可靠，占用空間小，自動化程度高，適應(yīng)性和抗干擾能力強的液位自動顯示控制裝置?？蓱?yīng)用于各種觀測精度與計量標準要求高的液位自動顯示、記錄、報警、液位自動控制及遠程無線監(jiān)測等場所。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的利用跟蹤液面的浮子上所密封的電源、發(fā)光器及透光窗發(fā)出跟蹤液面的水平光束，再由等間隔垂向分布的感光元件及其邏輯電路和顯示器來識別判斷光束的位置，從而顯示液位的，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，安裝維護容易，顯示、報警控制液位準確可靠等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進一步詳細描述附圖為光感式液位儀的主體結(jié)構(gòu)示意圖附圖中浮子[1]上密封裝有發(fā)光器[3]及供其發(fā)光的電源[2]，發(fā)光器[3]在發(fā)光室[4]內(nèi)，其光能由透光窗[5]向外水平發(fā)射;浮子[1]外殼固定裝有滾輪[10]，當(dāng)液位變化時，浮子[1]受滾輪[10]和其軌道[9]的制約上、下浮動，因浮子[1]在重力、浮力的作用下平衡于液面(滾輪[10]與軌道[9]的接觸面之間略有間隙，正常情況下不接觸，若浮子[1]偏移時略有接觸，其產(chǎn)生的摩擦力也很微小);故透光窗[5]發(fā)射出的水平光束相對于液面的高度可視為一個常量，因此水平光束的位置經(jīng)常量校正后即為準確的液面位置;由透光窗[5]發(fā)射的水平光束照射在透光層[6]后由遮光層上的細小透光縫[7]射入傳感器內(nèi)的感光元件[8]上，經(jīng)感光元件[8]所感應(yīng)的信號通過其末端串接的至少兩個相互并聯(lián)的邏輯功能元件[11]及其電路對感光的至少有一個的感光元件[8]進行辨別后，由顯示器[12]擇其上位或下位取得單一的信號顯示液面所在位置。也可將該液位信號轉(zhuǎn)換成微波信號向遙遠距離以外的微波接收裝置發(fā)射，顯示液位信號;還可在顯示器[12]上裝設(shè)程序控制裝置，任意設(shè)定上、下限液位報警點，當(dāng)液位勢要超出上限或下限液位時發(fā)出警報信號，并可作為控制信號源觸發(fā)液位控制執(zhí)行機構(gòu)動作。
遮光層上的細小透光縫[7]與傳感器上等間隔垂向分布的感光元件[8]的垂向間距相對應(yīng);由透光窗[5]發(fā)射出的水平光束的垂向?qū)挾葢?yīng)大于感光元件[8]的垂向間隔，以確保至少有一感光元件[8]感應(yīng)到光束信號;在光束的垂向?qū)挾葍?nèi)設(shè)定的光位水平線與液面為一常量高度差，該光位水平線位置與光束的上邊沿(顯示器[12]擇上位)或下邊沿(顯示器[12]擇下位)的垂向距離為感光元件[8]的垂向間距的一半，該半間距波束寬度可與感光元件[8]的垂向間距起到“四舍五入”的作用，使光感式液位儀的觀測誤差降至略大于“半間距”的效果。
實施時，如附圖中所述的浮子[1]的導(dǎo)向形式用于容器內(nèi)的液位觀測場所，而在無容器的液位觀測場所則應(yīng)另加一個將浮子[1]及傳器圍于其內(nèi)的方形殼體，該殼體內(nèi)壁與傳感器上的透光層[6]所圍成的四邊形的四個角或四條邊作為浮子[1]上的滾輪[10]的軌道[9]，相應(yīng)的四個滾輪[10]則呈球狀或園柱狀裝于浮子頂面的四個角或四條邊附近;發(fā)光器[3]采用耗電小發(fā)光穿透力強的紅外線發(fā)生器為佳，使浮子[1]內(nèi)所封閉的固定電源[2]的容量足以在相當(dāng)長的時間內(nèi)供發(fā)光器[3]發(fā)光，感光元件[8]則采用光敏度高面感應(yīng)的紅外線接收器，邏輯功能元件[11]則采用晶體二極管;感光元件[8]的間隔為1～20MM為佳，若排列位置不夠可錯開分為垂向的若干排;傳感器可分段制作，獨立封閉，各節(jié)之間可按實際需要由密封插排和插座彼此電連接。
權(quán)利要求
1.一種由裝有發(fā)光器，滾輪的浮子和裝有感光元件且一面為透光層的傳感器及顯示器所構(gòu)成的液位自動顯示裝置，其特征在于浮子[1]內(nèi)裝有與發(fā)光器[3]電連接的電源[2]，光源經(jīng)一側(cè)設(shè)置的透光窗[5]至傳感器，傳感器的透光層[6]與感光元件[8]之間置有細小透光縫[7]的遮光層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感式液位儀，其特征在于透光窗[5]的上邊沿與下邊沿之間的高度差不小于等間隔垂向分布的感光元件[8]的間距;
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光感式液位儀，其特征在于透光窗[5]設(shè)定的光位水平線與液面為一常量高度差，該光位水平線與透光窗[5]的上邊沿或下邊沿的高度差不大于感光元件[8]之垂向間距的一半;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感式液位儀，其特征在于浮子[1]上所裝的滾輪[10]與其導(dǎo)向軌道[9]的接觸面之間相切并以略有間隙為佳;
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光感式液位儀，其特征在于傳感器上的細小透光縫[7]與感光元件[8]為對應(yīng)的等間隔垂向分布，其間隔以1～20MM為佳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種精度可達±0.3厘米的液位自動顯示裝置。它是由自動跟蹤液位的浮子[1]上有一隨其跟蹤液位的水平光束[2]，并由一系列等間隔垂向分布的感光元件[3]識別光束[2]所在位置，進而顯示液位的；它具有精度、靈敏度高，造價底，安裝維護方便，可用多種方法顯示且直觀準確，易于實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，報警監(jiān)控及遠程無線監(jiān)測等優(yōu)點；適用于90℃以下的各種液體液面的自動觀測，對貴重液體及其它計量標準高的液位觀測場所尤為適宜。
文檔編號G01F23/30GK1101976SQ9311925
公開日1995年4月26日 申請日期1993年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月22日
發(fā)明者易育寧 申請人:易育寧