Устройство для детектирования уровня жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01F23/00 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к приборам контроля и индикации наличия и уровней жидкости как прозрачной, так и непрозрачной в любых емкостях и трубопроводах, и может быть использовано в электронной, химической, фармацевтической и других отраслях техники.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение точ- . ности измерения.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3.4 - схема соединения индикатора с источником питания и регистрационным прибором.

Устройство содержит контейнер 1 (емкость, трубопровод, трубку и т.д.). источник 2 излучения (может быть в виде источника светового или ИК-излучения в зависимости от прозрачности жидкости и контейнера). Источник 2 излучения размещен на одной прямой у противоположных периферийных стенок контейнера 1 с приемником 3 излучения. Источник 2 и приемник 3 размещены напротив друг друга на одном уровне.

Контейнер 1 в поперечном сечении выполнен в виде двояковыпуклой линзы, ограниченной кривыми второго порядка с коэффициентом уравнения оо 32 О (форма сжатого эллипсоида). Источник 2 и при- емник 3 излучения размещены на оптической оси образованной линзы. Источник 2 и приемник 3 размещены в корпусе 4 с возможностью изменения расстояния между ними. В зависимости от длины волны излучения и от типа излучателя применяются различные источники 5 питания (от обычной батареи до импульсного). Приемник 3 излучения подключен к средству 6 индикации, в качестве которого может быть использован осциллограф либо индикатор в виде стрелочного или звукового прибора, например милливольтметр МЗЗЗК. Для усиления сигнала, поступающего на приемное устройство, может быть использовано усилительное устройство. Приемник 3 излучения в зависимости от назначения устройства (в качестве измерителя уровня или контроля наличия жидкости) может быть соединен как с исполнительным механизмом (дающим сигнал на включение-выключение какогоО

о

00 00 Х|

либо средства, например подающего жидкость, или перекрытие крана и т.д.), так и с сигнальным устройством (осциллографом и т.д.), показывающим наличие (отсутствие) жидкости в контейнере 1.

Устройство для детектирования уровня жидкости работает следующим образом.

Перед работой контейнеру 1 придают форму двояковыпуклой линзы, например, сжатием с обеих сторон. Форму фиксируют. Контейнер 1 заполняют жидкостью и осуществляют настройку с целью определения местоположения источника 2 и приемника 3 излучения. Первоначально определяют местоположение фокуса и двойного фокуса, направляя на контейнер 1 с жидкостью параллельный пучок излучения, например, от коллиматора. Затем берется реальный источник 2 излучения и устанавливается до фокуса образованной линзы. По другую сторону контейнера 1 образуется поток расходящихся лучей, которые не пересекают главную оптическую ось, т.е. не фокусируются на ней. Следовательно, размещать источник 2 излучения до фокуса линзы нельзя, т.е. устройство неработоспособно. Далее изменяют местоположение источника 2 излучения - устанавливают его в фокусе линзы. В этом случае после прохождения контейнера 1 получается параллельный пу- чок излучения, что также непригодно для упомянутого назначения. Далее источник 2 излучения устанавливают за фокусное расстояние ( полуторное) и вновь определяют место схождения лучей. Оно находится между фокусным расстоянием линзы и двойным фокусом ( полуторное фокусное расстояние). Это место схождения лучей является местом установки приемника 3 излучения. В случае же размещения источника 2 излуче- ния за двойным фокусным расстоянием количество лучей, пришедших на контейнер 1, очень мало, что не может обеспечить работоспособность устройства. Далее жидкость из контейнера 1 удаляется, и показатель преломления п вне контейнера становится таким же, как и внутри него, а лучи от источника 2 рассеиваются, излучение на приемник 3 не поступает. Таким образом, для обеспечения возможности получения мак- симума излучения на приемном устройстве 3 необходимо излучатель 2 установить в корпусе 4 так, чтобы он находился на главной оптической оси образованной линзы от

контейнера 1 на расстоянии, большем фокусного, но меньшем двойного фокусного расстояния, а сфокусированный по другую сторону контейнера пучок лучей на главную оптическую ось находился на расстоянии от контейнера, большем фокусного и меньшем двойного фокусного. Заполняют контейнер 1 жидкостью.

Приемник 3 излучения устанавливают по другую сторону контейнера 1 так, чтобы сфокусированный пучок лучей попадал на светочувствительный слой. Место размещения источника 2 и приемника 3 излучения зависит от размера контейнера, типа излучателя, а также от показателя преломления излучающей жидкости, но в любом случае они должны быть размещены между фокусным расстоянием и двойным фокусом.

После удаления жидкости из контейнера 1 вновь включают источник излучения и регулируют его мощность так, чтобы доходящая до светочувствительного слоя приемника 3 мощность была недостаточной для срабатывания исполнительного механизма или сигнального устройства (осциллографа и др.). Мощность попадающего излучателя на приемник 3 можно регулировать перемещением излучателя 2 и приемника вдоль главной оси. Затем контейнер 1 вновь заполняют жидкостью. Как только нижняя часть мениска попадает в зону распространения излучения, последнее как через линзу через контейнер 1 попадает в приемник 3, а оттуда на осциллограф или другое средство 6, сигнализирующее о наличии жидкости. Подачу жидкости прекращают. Затем цикл повторяется по мере расхода жидкости.

Формула изобретения

1.Устройство для детектирования уровня жидкости, содержащее контейнер, выполненный из оптически прозрачного материала, источник и приемник излучения, размещенные на одном уровне по разные стороны контейнера, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, контейнер в поперечном сечении выполнен в форме двояковыпуклой линзы, ограниченной пд верхности сжатого или вытянутого эллипса.

2.Устройство по п.1,отличающееся тем, что источник и приемник выполнены в виде инфракрасных преобразователей.

itI/I

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к приборам контроля и индикации наличия и уровней жидкости. Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности измерений. Оттарированный предварительно контейнер 1 заполняют жидкостью, как только нижняя часть мениска попадает в зону распространения излучения, последнее как через линзу через контейнер 1 попадает в приемник 3, а оттуда на средство 6 индикации, сигнализирующее о наличии жидкости.

Фиг.1

A-A

ЕЭЗЬ

Фиг. 5

I