[实用新型]一种无接触液面高度计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无接触液面高度计。

背景技术

液面高度检测，有着广泛的应用，如水文观测、实验室试剂量观测、开水器液面、锅炉液面、热水器液面、内燃机燃油或润滑油液面等。

目前使用的液面检测方法，主要有：①刻度尺直接测量；②通过浮球上下移动的位置来测量；③用连通器，将液面引出来测量；④利用液体的电性能，通过电阻或电容改变或接近传感器原理来测量等

以上这些测量方法的缺点有：

1)与液体接接的，容易被被测液体污染，有些会被腐蚀，有些因为液体本身有一定有颜色从而使刻度不清晰等；

2)利用被测液体电学特性测量的，由于不同的被测液体，电学特性不同，因而不同液体只能用特定的测量参数。而且若是使用电容特性测量的，温度等其他性质也会影响液体的介电常数，从而影响测量量准确度；

3)使用浮球的位置来测量的，由于浮球位置的影响，从而使测量范围受到限制；

4)长期测量水面的，可能因为水澡或水垢等沉积而使刻度模糊或使浮球质量发生变化。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型提供了一种采用激光束照射液面，通过反光点位置判断液面高度的无接触液面高度计。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种无接触液面高度计，包括箱体、激光发射器、上孔、下孔和刻度传感器；所述激光发射器和刻度传感器均设在箱体外的顶端，激光发射器与竖直方向形成夹角，所述激光发射器上设有连接电源的第一导线；所述上孔设在箱体的顶端，下孔设在箱体的底端。

上述激光发射器与竖直方向的夹角a即为光线的入射角；无接触液面高度计使用时，连通电源的第一导线为激光发射器提供电源，下孔用于被测液体进入箱体，若液面变化较快或液体比较黏稠则下孔适当加大，上孔用于气体进出，以使箱体内的液面与箱体外的液面保持齐平，激光发射器与垂线的夹角固定后，则不改变。

上述激光发射器与重垂线形成的夹角在0-90°之间，优选为30-60°。

工作原理：本实用新型无接触液面高度计用与液面不垂直的激光发射器照射液面，液面反射激光束，激光发射器与重垂线的夹角为a，刻度传感器与最低液面距离为H，液面高度(待测液面与最底液面距离)为x，反射光位置与激光发射器固定点O的距离为y，刻度传感器上对应刻度读数为z，则由几何学可知：

tga=12yH-x---(1)]]>

化简后得：y＝-2(tga)·x+2Htga   ⑵

由于激光发射器与垂线夹角为a，刻度水平(若不水平，则乘一相应系数值)，激光束与感光板的位置是固定的，只要激光束与被测液面的角度不发生变化，则⑵式的线性关系不变。

在入射激光束不变的情况下，对于不同液面高度，反射回来的激光束位置不同，反射光位置z与激光发射器固定点O的距离为y，根据公式[2]，y为液面高度x的线性函数，反射光点位置z所指刻度传感器上刻度读数与y数值对应，因而根据y值即可知液面高度。

激光器偏移角度a的取值范围为：设液面的最大高度为X'，最大刻度距O点距离为Y'，则根据图2，激光发射器的最大偏移角度A'为：