[发明专利]基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量方法及测量装置

摘要

本发明提供的是一种基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量方法及测量装置。利用光束在等腰直角三棱镜中的折射、反射以及全反射等原理，并通过提取线阵CCD图像数据中的液位特征信息以实现液位测量。测量装置主要由线光源、等腰直角三棱镜、线阵CCD、控制电路等组成。线光源与线阵CCD布放在等腰直角三棱镜的斜边平面的上方且与所述斜边平面平行，同时线光源与线阵CCD位于同一直线上且与等腰直角三棱镜的棱垂直，等腰直角三棱镜的横截面的斜边所在的侧面平行于液面。该方法是一种无需光学成像透镜的光学液位测量方法，具有精度受液体浓度变化的影响极小、结构相对简单、可在腐蚀性等恶劣工业环境下工作等优点。

主权项

一种基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量方法，其特征是：采用主要由线光源、等腰直角三棱镜、线阵CCD及其控制电路组成的测量装置，将等腰直角三棱镜被置于容器中，其截面的斜边所在的侧面位于线光源与线阵CCD的下方且平行于液面放置，线光源与线阵CCD位于一条直线上且垂直于等腰直角三棱镜的棱，光束垂直入射到等腰直角三棱镜中并与直角边所在的侧面相交，当交点位于液面上方时，光束在交点处发生全反射，反射光束在等腰直角三棱镜截面另一直角边所在的侧面再次发生全反射，最终反射光束透射出棱镜被线阵CCD所接收；当交点位于液面下方时，光束在等腰直角三棱镜截面直角边所在的侧面上不满足全反射条件，发生两次反射和两次折射，最后反射光透射出等腰直角三棱镜入射到线阵CCD上，使得线阵CCD采集到的光强相对较弱，即图像信号在液面对应处发生突变，光强信号的特征反映在线阵CCD所获取的图像信号中，利用线阵CCD像素强度信号的输出值特征判定液面位置。