[发明专利]一种光电式液位测量方法

说明书

本发明公开了一种光电式液位测量方法，属于光电检测技术领域，其采用导光板与待测量液位的液体相面接触或者相邻设置，导光板上用于与待测量液位的液体相面接触或者相邻设置的面为导光板液位面，待测液体液位线落于导光板液位面内，通过待测液体液位改变导光板内光束的传输，使导光板内一部分的光束不发生全反射，从而改变导光板采光面出射光的光场，通过检测该出射光光场的变化，进而检测获得待测液体的液位，导光板上与导光板液位面相对且平行的面为导光板采光面。该方法基于已有的光学原理，利用导光板设计一种新型的光电式液位测量方法，该方法测量精确可靠，操作便利，能较好地在工程实践中运用。

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，具体涉及一种光电式高精度抗干扰性强的液位测量方法及装置。

背景技术

液位测量在生物，化学加工制备，燃料监测等领域中有很广泛的应用，现有的液位测量系统按原理分类主要包含电容式，超声波式和光纤式。

电容液位测量系统的基本原理为：电容两电极之间的填充液体会导致电容改变，通过测量浸入液体电容器的电容大小即可得到液位高。电容液位测量应用有较大的局限性，存在测量易受电磁干扰，必须将电容浸入液体中测量，测量装置易被腐蚀，无法测量易燃易爆液体等缺点。

超声波液位测量利用超声波传感器探测液体表面反射回波传输的时间来测量液位，由于声波的传播速度较快，且除了液体表面以外还存在其他的反射回波，所以，超声波液位测量难以实现高精度稳定液位测量。且声速受到密度，压力，温度等因素影响，无法适应多变环境。

近年来，随着光纤传感器的快速发展，光纤在液位测量领域的应用也越来越热门，光纤式液位测量通过将特殊光纤浸入液体时有效折射率发生变化来检测液位，如利用各种光纤光栅在液体中有效折射率改变导致光纤光栅中心波长飘移来测量液位，虽然光纤液位测量相比之前的液位测量方法有一定的优势，如可测量易燃易爆液体，抗电磁干扰，但是还是存在一些缺点，如必须浸入液体测量，难以适应不同折射率液体，需要光谱仪导致成本较高，不方便维护等。

因此，需要开发出一种新型的液位检测装置或者方法，要求其使用方便、测量精确、成本低廉、维护方便。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光电式液位测量方法，其目的在于，基于已有的光学原理，利用导光板设计一种新型的光电式液位测量方法，该方法测量精确可靠，操作便利，能较好地在工程实践中运用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光电式液位测量方法，其采用导光板与待测量液位的液体相面接触或者相邻设置，导光板上用于与待测量液位的液体相面接触或者相邻设置的面为导光板液位面，待测液体液位线落于导光板液位面内，通过待测液体液位改变导光板内光束的传输，使导光板内一部分的光束不发生全反射，从而改变导光板采光面出射光的光场，通过检测该出射光光场的变化，进而检测获得待测液体的液位，导光板上与导光板液位面相对且平行的面为导光板采光面。

进一步的，射入导光板内光束的光轴与液位面的夹角为70°～90°，或者射入导光板内光束光轴与液位面的夹角为0°～20°。

进一步的，射入导光板内光束与液位面的夹角为80°～90°，或者射入导光板内光束与液位面的夹角为0°～10°。

进一步的，射入导光板内光束与液位面的夹角为90°，或者射入导光板内光束与液位面的夹角为0°。

进一步的，通过聚光柱透镜采集导光板采光面的出射光，通过滤光片滤除杂散光后，再通过阵列光电器件采集携带有液位信息的光线，并将该光线转换为电信号，最后通过信号采集处理单元采集所述电信号，并分析处理该电信号以获得液位高度。

进一步的，其具体包括如下步骤：