Фотоэлектрический датчик уровня жидкости

 

ОП

ИЗОБРЕТЕНИЯ. (! 11 649956

Со оа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.77 (21) 2481206/18-10 (51) М. Кл,-

G 01F 23/22 с присоединением заявки М

Государстее»екьй комитет (») Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень М 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 681.128.65 (088.8) по делам изебретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

Б. H Малышев, А. И. Юрченко и С. Г. Сажин (71) Заявитель

Дзержинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УРОВНЯ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля малых перемещений 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 прозрачным стенкам водомерного стекла придана такая форма, что они вместе с заключенными между ними газом 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 K изобретению является фотоэлектрический датчик уровня жидкости (2), содержащий источник света, расположенный по одну сторону цилиндрической трубки с контролируемой прозрачной жидкостью, и фотоприемники, расположенные по другу о сторону трубки.

Для такого датчика характерны недостаточные чувствительность и неравномерность ее по длине контролируемого диапазона.

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, фотоприемники, расположенные в ряд по одну сторону сосуда с контроли10 руемой жидкостью, освещаются неравномерно. Освещенность фотоприемников, расположенных в ряду ниже и выше средних, уменьшается. Размещение последовательно в ряду нескольких источников не устраняет указанные недостатки. С увеличением количества элементов датчик усложняется, в этом случае усложняется и его настройка, так как необходимо соблюдать строгую симметрию в расположении источников.

Разрешающая способность известного датчика также невелика.

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика прп 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 расположены по дуге окружности, находящейся в фо649956

2О

25 зо

3 кусе 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 разрешающую способность датчика. В датчике малое перемещение уровня жидкости преобразуется в большое и сфокусированное перемещение луча света в зоне расположения фотоприемников. А так как все фотоприемники 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, отл ич а ю шийся 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

Ха 46055, кл. G 01F 23/22, 1934.

2. Патент Японии М 48-27945, кл. 108Е2, опублик. 1973.

649956

+vs 1

Составитель А. Афонин

Редактор Т. Караулова Техред Н. Строганова Корректор А. Степанова

Заказ 2717/7 Изд. ¹ 161 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комнтс:a ."ССР по "созе изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

/ а ог г