Фотоэлектрический датчик уровня жидкости Советский патент 1979 года по МПК G01F23/22 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля малых неремещений уровня, например, в установках для контроля герметичности изделий пузырьковым методом.

Известны устройства для указания уровня жидкости при помощи водомерного стекла 2, содержащие водомерное стекло и источники света, при этом прозрачнььм стенкам водомерного стекла придана такая форма, что они вместе с заключенными между ними газо.м и жидкостью образуют цилиндрическую оптическую систему с главными линейными фокусами, расположенными вне этой системы, в которых помещены линейные источники света.

Недостаток известных устройств заключается в низких точности и чувствительности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрический датчик уровня жидкости 2J, содержащий источник света, расположенный по одну сторону цилиндрической трубки с контролируемой прозрачной жидкостью, и фотоприемники, расположенные по другою сторону трубки.

Для такого датчика характерны недостаточные чувствительность и неравномерность

ее по длине контролируемого дианазоиа. Невысокая чувствительность датчика объясняется малой чувствительностью фотоприемника, и необходимо значительное перемещение уровня жидкости, чтобы получить на выходе сигнал, достаточный для срабатывания порогового элемента вторичной схемы. Кроме того, фотонриемники, расположенные в ряд по одну сторону сосзда с контролируемой жидкостью, освещаются неравномерно. Освещенность фотоирпемников, расположенных в ряду ниже и выще средних, уменьщается. Размещение последовательно в ряду нескольких источников не устраняет

указанные недостатки. С увеличением количества элементов датчик услолгняется, в этом случае усложняется и его настройка, так как необходимо соблюдать строгую симметрию в расположении источников. Разрещающая способность известного датчика также невелика.

Цель изобретения - повыщение чувствительности датчика при малых перемещениях уровня и обеспечение ее равномерности

. во всем контролируемом диапазоне.

Достигается это тем, что корпус цилиндрической трубки выполнен в виде дуги окружности, в центре которой размещен источник света, а фотоприемники расположе0 пы по дуге окружности, находящейся в фокусе линзы, образованной цилиндрической трубкой с жидкостью.

На фиг. 1 показан предлагаемый датчик;

на фиг. 2 дана схема прохождения лучей

света без жидкости в трубке (разрез А-А,

пунктирными линиями) и с жидкостью

(сплошной линией).

, Фотоэлектрический датчик состоит из точечного источника 1 света, фотоприемников 2, расположенных по разные стороны цилиндрической трубки 3 с контролируемой жидкостью 4. Фотоприемники 2 размещены по дуге окружности, расположенной в фокусе 5 линзы, образованной цилиндрической трубкой 3 с жидкостью 4.

Работает датчик следующим образом.

При отсутствии жидкости 4 в трубке 3 на уровне установки фотоприемников 2 последние засвечиваются очень слабо, так как на пути лучей стоит расслаивающий элементтрубка 3. При подъеме уровня жидкости в трубке 3 до места расположения фотоприемников 2 лучи света преломляются и фокусируются на фотоприемники 2, сигнал на которых резко изменяется и в одинаковой степени на всех, потому что условия освещенности их одинаковые. При этом увеличиваются чувствительность и разрешающая способность датчика, так как малое перемещение уровня жидкости вызывает большое перемещение луча света в зоне расположения фотоприемников. Изменяя мощность источника света и радиусы расположения фотоприемников и источника света, можно изменять чувствительность датчика.

Таким образом, выполнение корпуса сосуда в виде дуги окружности, в центре которой размещен точечный источник света, и размещение фотоприемников по дуге, концентричной корпусу сосуда и расположенной в фокусе линзы, образованной цилиндрической трубкой с жидкостью, позволяет увеличить чувствительность датчика, обеспечить равномерность ее во всем контролируемом диапазоне уровня и увеличить разрещающую способность датчика. В датчике малое перемещение уровня жидкости преобразуется в больщое и сфокусированное перемещение луча света в зоне расположения фотоприемников. А так как все фотоприемпики размещены по дуге окружности, расположенной на одинаковом расстоянии от источника света и в фокусе линзы, образованной цилиндрической трубкой с жидкостью, то и чувствительность устройства

обеспечивается постоянной во всем контролируемом диапазоне изменения уровня.

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик уровня жидкости, содержащий точечный источник света, расположенный по одну сторону цилиндрической трубки с контролируемой прозрачной жидкостью, и фотоприемники, расположенные по другую сторону трубки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика при малых перемещениях уровня и обеспечения ее равномерности во всем контролируемом диапазоне, цилиндрическая трубка выполнена в виде дуги окружности, в центре которой размещен источник света, а фотоприемники размещены по дуге окружности, расположенной в фокусе линзы, образованной цилиндрической трубкой с жидкостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 46055, кл. G 01F 23/22, 1934.

2. Патент Японии №. 48-27945, кл. 108Е2, опублик. 1973.

-0 0-1

сригЛ