[其他]聚光式双色液位计

说明书

本实用新型属于锅炉和压力容器的液面观测技术的改进。

已有的透射式双色液位计结构复杂，成本高，例如目前国外仍在生产和使用的透射式双色液位计“日本昭40－8597”在我国很难推广。而近年来国内出现的反射透射式双色液位计虽在结构上有所简化、成本上有所降低，但由于其光学设计上的缺欠，致使其显示液体部分的绿光亮度低不适于远距离观测，而在显示汽体部分的红光中又迭加有绿光成分，致使显示性能的保险系数很低，一旦一个光源灯损坏，则整个双色液位计完全尚失了显示性能。

本实用新型的特点是：前玻璃板上有直角沟槽，在沟槽斜面相对的侧面装有红光源灯；在后玻璃板的一个表面上有呈柱面透镜形的凸起，在于之相对的另一个表面的外部装有绿光源灯；用前、后压板、石棉垫和螺栓将前玻璃板、表体和后玻璃板三者紧固在一起成为一个密闭的表体腔并与被测的锅炉或压力容器连通。接通电源后，在表体腔内的汽体部分：由红光源灯发出的红色光，射在前玻璃板直角沟槽的斜面上之后，由于入射角大于在这种情况下产生全反射的临界角，因此将发生全反射，并从观察面上射出。而发自绿光源灯的绿光，在射到后玻璃板上柱面凸起的表面上之后，其大部分光线的入射角也大于全反射临界角，因至不能通过表体腔从观察面上射出，所以表体腔内的汽体部分从观察面上看只呈现明亮的红色。在表体腔内的液体部分：在这种情况下，由于液体的折射率大于汽体的折射率，因而红光入射到直角沟槽斜面上的入射角将小于在这种情况下的全反射的临界角，不能发生全反射，绝大部分将通过直角沟槽并射到相对的侧面上，不能从观察面上射出，而发自绿光源灯的绿光在这种情况下，在柱面凸起的表面上也不发生全反射，柱面凸起成为一个能产生会聚作用的会聚柱面透镜，使发自绿光源灯并呈发散状态的绿光会聚成为一束近似的平行光，通过表体腔并从观察面上射出，因此表体腔内的液体部分从观察面上看呈明亮的绿色。红色与绿色的交界线就是实际液面的位置。

结合附图1、2、和3详细说明本实用新型的实施例。

附图1、是本双色液位计表体腔内汽体部分的光路原理图，图中〔1〕为前压板、〔2〕为螺栓、〔3〕为灯罩、〔4〕为红光灯、〔5〕为有直角沟槽的前玻璃板、〔6〕为观察面、〔7〕为红光、〔8〕为前玻璃板的沟槽斜面、〔9〕为红光、〔10〕为石棉垫、〔11〕为表体、〔12〕为石棉垫、〔13〕为有柱面凸起的后玻璃板、〔14〕后玻璃板的柱面凸起、〔15〕为绿光灯、〔16〕为绿光、〔17〕为灯罩、〔18〕为后压板、〔19〕为表体腔。

附图2是本双色液位计表体腔内液体部分的光路原理图。图中序号与附图1相同，

附图3是本双色液位计的主视图，图中序号与附图1相同。

本实施例是这样构成的：用前压板〔1〕、石棉垫〔10〕、〔12〕、后压板〔18〕和螺栓〔2〕将有直角沟槽的前玻璃板〔5〕表体〔11〕和有柱面凸起的后玻璃板〔13〕紧固密封成为一个表体腔〔19〕并与被测锅炉或压力容器连通。

在表体腔〔19〕内的汽体部分：发自红光灯〔4〕的红光〔7〕和〔9〕射到前玻璃板直角沟槽的斜面〔8〕上后，由于其入射角大于在这种情况下产生全反射的临界角，因此发生全反射并从观察面〔6〕上射出。而发自绿光源灯〔15〕的绿光〔16〕射在后玻璃板〔13〕的柱面凸起〔14〕的表面上之后，大部分光线的入射角也大于全反射临界角，因而大部分光线不能通过表体腔〔19〕从观察面〔6〕上射出，所以表体腔〔19〕内的汽体部分从观察面〔6〕上看显示明亮的红色。

在表体腔〔19〕内的液体部分：发自红光源灯〔4〕的红光〔7〕和〔9〕射到前玻璃板〔5〕的沟槽斜面〔8〕上，由于液体的折射率远大于汽体体的折射率，因此红光〔7〕和〔9〕不在发生全反射，该光线通过沟槽而射向相对的侧面，不能从观察面〔6〕上射出，而发自绿光源灯〔15〕的绿光〔16〕射在后玻璃板〔13〕的柱面凸起〔14〕的表面上也不发生全反射，柱面凸起〔14〕在这种情况下成为一个起“会聚作用的柱面透镜，它将发自绿光灯〔15〕并呈发散状态的绿光〔16〕会聚成为一束近似的平行光，通过表体腔并从观察面上射出，因此表体腔内的液体部分从观察面上看呈明亮的绿色。红色与绿色的交界线就是实际液面的位置。

本双色液位计由于前玻璃板的直角沟槽有两个红光全反射面，加之后玻璃板的柱面凸起有效的阻止绿光通过表体腔内的汽体部分从观察面上射出，因而大大的提高了显示性能的保险系数，而后玻璃板的柱面凸起在表体腔内的液体部分起了一个柱面会聚透镜的作用，减少了绿光呈发散状态下通过表体腔内液体部分时的损失，大幅度的提高了绿光的显示亮度，因此本液位计与已有的透射式双色液位计或透射反射式双色液位计相比不仅显示性能好，而且更安全可靠。