Дискретный оптический уровнемер Советский патент 1981 года по МПК G01F23/22 

(54) ДИСКРЕТНЫЙ ОПТИЧЕС ШЙ УРОВНЕМЕР

1

Изобретение относится к дискретньМ оптическим уровнемерам и может быть применено для измерения уровня как прозрачных, гак и непрозрачных сред.

Известен индикатор уровня жидкости, содержащий волоконный светопровод в непрозрачном покрытии, имеющий оголенный участок, расположенный в горизонтальной плоскости на высоте контролируемого уровня, источник светового излучения, установленный у входного торца светопровода, -и приемник светового излуче ния,установленный у выходного торца светопровода Tl 1.

Недостаток его заключается в низкой надежности и точности измерения, а также ограниченном диапазоне измерения и применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для дистанционного определения уровня жидкости в резервуаре, содержащий расположенные равномерно по высоте контролируемого уровня V -образные светопроводы, оголенный в средней части, на одном конце которых установлен источник излучения, а на другом приемники излучения, причем оголенные части светопроводов выполнены в виде призм, основная грань которых пропускает световой поток, будучи погруженной в жидкость., и отражает его, когда находится вне жидкости Г2Х

Недостаток данного устройства заключается в сложности оптической системы И низкой точности измерений.

Цель изобретения - повышение надежности, точности, расширение диапазона измерения и применения.

Поставленная цель достигается тем, что оголенные части светопроводов имеют форму, петли в горизонтальной плоскости с числом поворотов более одного, и введены экраны, установленные между ого ленными участками соседних светопроводов и между оголенными участками каждой петли. 382 На фиг. I предсгавпена общая схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. t. Емкость I заполнена измеряемой жидкой средой 2. Источник 3 светового иалучекня посредством волоконных светопроводов 4 в непрозрачном покрытии соединен с приемником 5 светового излучени Каждый волоконный светопровод 4 имеет оголенный участок 6, расположенный в горизонтальной плоскости на высоте контрол1фуемого уровня и выполненный в виде петли с числом поворотов более одного. Оголенные участки 6 расположены равномерно по высоте контролируемого уровня, причем расстояьше между ними выбирается в зависимости от требуемого числа дис1фетности изме рения уровня. В емкости I установлены стойки 7 крепления. К стойкам Т.прикре лены экраны 8, установленные между оголенными участками 6 соседних провопов. При этом каждый-экран 8 имеет вертикальные ребра 9, которые расположены между оголеннь1 ли участками 6 каждой петли.Приемник 5 светового излучения подключен к блоку Ю обработки сигнала, который своим выходом под ключен к регистрирующему устройству I Урб.внемер работает следующим образом. . При пустой емкости I.оголенные участки 6 светопроводов 4 находятся в, воздухе и для них практически выполняются условия полного внутреннего отражения пучка лучей, идущего от источника 2 световогоизлучения. При этом световой поток от источника 3 попадает по светопроводам 4 в приемник 5 светового излучения практически без искажения и ослабления. Для обеспечения более полного использования эффекта полного внутреннего отражения светопроводы 4 выполняются из оптических волокон, нме ших сердцевину с показателем преломления П(, и оболочку с показателем преломления Мд , П6 мере заполнения емкости I оголенные участки 6 светопроводов 4 последовательно оказываются в жидкости 2. В этом случае нарушаются условия полного внутреннего отражен на границе стекло-жидкость. Нарушение указанных условий приводит к тому, что часть светового по.тока проникает в жид кость 2 и происходит уменьшение светового no.Tolca, попадающего в приемник 5 Величина светового потока, проникающег в жидкость 2, зависит в первую очередь при прочних равных условиях от величин 4 оверхности соприкосновения оголенного частка 6 с жидкой средой. В связи с ем, что оголенные участки 6 выполнены виде петли, число поворотов которой составляет величину более одного, поверхость контакта каждого участка б с жидостью 2 увеличивается в ( )п.+1) раз, де m - число поворотов петли. Из этого следует, что при контакте оголенного участка 6 с жидкостью 2 происходит существенное уменьшение интенсивности светового потока, поступающего в приемник 5. Это значительно увеличивает надежность И точность дискретного измерения уровня. Для того, чтобы уменьшить взаимное влияние оголенных участков 6 соседних светопроводов 4 и оголенных, участков одной петли, при .фассеивании светового потока в жидкость 2 между указанными участками установлены непрозрачные экраны8 с вертикальными ребрами 9, причем экра-. ны 8 и ребра 9 выполнены из материала, степень черноты которого равна С1,951,0. Такие экраны 8 с ребрами 9 обеспечивают значительно поглощение.рассеянного в жидкость 2 светового потока к тем самым существенно повышают точность и надежность измерения уровня, исключая влияние рассеянных в жидкость световых потоков на работу соседних светопроводов. Экраны 8 с ребрами 9 закреплены на вертикальных стойках 7. Уменьшение светового потока на выходных торцах светопроводов 4при повышении, уровня . жидкости фиксируется в приемнике 5 светового, излучения. К выходу приемника подключен блок 10 обработки сигнала, который представляет зафиксированньте приемником 5 сигналы в аналоговом шш цифровом виде. Далее с выхода блока 10 информация поступает на регистрационное устройство tl. Устройство II фиксирует изменение уровня жидкости 2 в емкости I. При уменьшении уровня жидкости 2 в емкости I происходит последователь- , ное увеличение светового потока на выходных торцах светопроводов 4, что и находит свое отражение в устройстве 11 Формула изобретения Дискретный оптический уровнемер содержащий расположенные равномерно по высоте контролируемого уровня V -образные светопроводы, оголенные в средней части, на одном конце которых установлен источник светового излучения, а на

другом - приемники излучения, о г л ичагощийся тем, что с целью повышения падежности, точности, расищре- йия диапазона лзмерення и прнме нения, огчэлэнные части светопроводов имеют форму петли Е горизонтальной плоскости с числом поворотов более одного, и введены экраны, установленные между оголенными участL

ками соседних светопроводов и между оголенными участками каждой петлв.

Источники инЬормашш, принятые во внимание при экспертяэв .

кл. 73-293, опублик. 1964 (проготип).

А-Л