光电式液位开关论文和设计

全文摘要

本实用新型公开一种光电式液位开关，属于液位检测技术领域，其包括水晶头、红外发射管、红外接收管以及主控电路板，水晶头包括棱镜部以及安装部，棱镜部包括第一棱镜侧面与第二棱镜侧面，主控电路板的正表面间隔安设有红外发射管与红外接收管，主控电路板于棱镜部内呈侧立状态放置，使得红外发射管正对第一棱镜侧面，红外接收管正对第二棱镜侧面。本光电式液位开关，其相比浮子式液位开关，具有寿命高、清洗更方便、准确率更高等优点，同时，相比采用锥形水晶头反射光信号，能很好地避免水珠挂在水晶头上所带来的测量误差，另外，侧面出光反射光信号的结构形式，能确保水晶头内部具有足够的主控电路板放置空间，以便后续实现电路板的数字化改进。

主设计要求

1.一种光电式液位开关，其特征在于，所述光电式液位开关包括水晶头、正面发射红外光的红外发射管、正面接收红外光的红外接收管以及主控电路板，所述水晶头包括相接设置的棱镜部以及安装部，所述棱镜部包括互成九十度夹角的第一棱镜侧面与第二棱镜侧面，所述主控电路板的正表面间隔安设有所述红外发射管与所述红外接收管，所述主控电路板于所述棱镜部内呈侧立状态放置，使得所述红外发射管正对所述第一棱镜侧面，所述红外接收管正对所述第二棱镜侧面。

设计方案

2.根据权利要求1所述的光电式液位开关，其特征在于,所述安装部为圆柱形结构。

3.根据权利要求2所述的光电式液位开关，其特征在于,所述安装部包括依次相接设置的第一安装部、凸台间隔部以及第二安装部，且所述第一安装部的直径大于或小于所述第二安装部的直径。

4.根据权利要求3所述的光电式液位开关，其特征在于,所述第一安装部的外表面设置有第一螺纹，所述第二安装部的外表面设置有第二螺纹。

5.根据权利要求1所述的光电式液位开关，其特征在于,所述主控电路板通过内密封圈密封在所述棱镜部内。

6.根据权利要求1所述的光电式液位开关，其特征在于,所述光电式液位开关还包括用于提供外部接口的外接端子，所述外接端子通过排线结构电性连接所述主控电路板。

7.根据权利要求1-6任一所述的光电式液位开关，其特征在于,所述主控电路板包括基于芯片MS83F0802A构成的红外光反馈数字处理电路。

8.根据权利要求7所述的光电式液位开关，其特征在于,所述红外光反馈数字处理电路还包括用于调节所述红外发射管的发射功率的限流电阻、用于调节红外接收管工作状态饱和电压的下拉电阻、输出端限流电阻以及用于保护好工作电路元件的供电稳定性的滤波电容。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及液位检测技术领域，特别涉及一种光电式液位开关。

背景技术

传统的水位开关主要以“干簧管”为触发元件，配合带磁铁浮子，这样的结构，不仅体积大、易卡死、难清理、结构相当复杂，并且测试液位精度低，寿命短。而后期出现的一些光电式液位开关，其大部分采用锥形水晶头反射光信号或使用顶部出光来反射光信号的形式，其中采用锥形水晶头反射光信号容易出现挂水珠影响测量精度的问题，而顶部出光来反射光信号的形式则会使得水晶头内部安装电路板的空间有限，只能安装小尺寸电路板，无法通过大尺寸电路板安装数字化信号处理芯片，实现数字化改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种光电式液位开关，其旨在解决传统的水位开关结构复杂以及现有光电式液位开关的测量精度不够的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种光电式液位开关，所述光电式液位开关包括水晶头、正面发射红外光的红外发射管、正面接收红外光的红外接收管以及主控电路板，所述水晶头包括相接设置的棱镜部以及安装部，所述棱镜部包括互成九十度夹角的第一棱镜侧面与第二棱镜侧面，所述主控电路板的正表面间隔安设有所述红外发射管与所述红外接收管，所述主控电路板于所述棱镜部内呈侧立状态放置，使得所述红外发射管正对所述第一棱镜侧面，所述红外接收管正对所述第二棱镜侧面。

可选地，所述安装部为圆柱形结构。

可选地,所述安装部包括依次相接设置的第一安装部、凸台间隔部以及第二安装部，且所述第一安装部的直径大于或小于所述第二安装部的直径。

可选地,所述第一安装部的外表面设置有第一螺纹，所述第二安装部的外表面设置有第二螺纹。

可选地,所述主控电路板通过内密封圈密封在所述棱镜部内。

可选地,所述光电式液位开关还包括用于提供外部接口的外接端子，所述外接端子通过排线结构电性连接所述主控电路板。

可选地,所述主控电路板包括基于芯片MS83F0802A构成的红外光反馈数字处理电路。

可选地,所述红外光反馈数字处理电路还包括用于调节所述红外发射管的发射功率的限流电阻、用于调节红外接收管工作状态饱和电压的下拉电阻、输出端限流电阻以及用于保护好工作电路元件的供电稳定性的滤波电容。

本实用新型提供的光电式液位开关，其相比浮子式液位开关，具有寿命高、清洗更方便、准确率更高等优点，同时，采用棱镜结构的水晶头来反射光信号，相比采用锥形水晶头反射光信号，能很好地避免水珠挂在水晶头上所带来的测量误差，另外，侧面出光反射光信号的结构形式，能确保水晶头内部具有足够的主控电路板放置空间，以便后续实现电路板的数字化改进。还有，本光电式液位开关没有活动的部件，不易造成机械磨损，维护量少，测量精度高，使用寿命长，耐高压又耐液体的冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的光电式液位开关的拆分结构示意图。

图2为图1所示光电式液位开关的电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种光电式液位开关100，该光电式液位开关100包括水晶头110、正面发射红外光的红外发射管120、正面接收红外光的红外接收管130以及主控电路板140，其中，水晶头110包括相接设置的棱镜部111以及安装部112，棱镜部111包括互成九十度夹角的第一棱镜侧面1111 与第二棱镜侧面1112，主控电路板140的正表面间隔安设有红外发射管120与红外接收管130，主控电路板140于棱镜部111内呈侧立状态放置，使得红外发射管120正对第一棱镜侧面1111，红外接收管130正对第二棱镜侧面1112。

在本实施例中，如图1所示，红外发射管120与红外接收管130均采用贴片式结构，正面直接发射和接收信号，不需要通过遮光罩聚光发射，所以本光电式液位开关100相比以前的光电式水位开关结构更精简，所占空间更小，安装工艺更简便。

如图1所示，该安装部112具体为圆柱形结构，安装部112包括依次相接设置的第一安装部1121、凸台间隔部1122以及第二安装部1123，且第一安装部1121的直径大于或小于第二安装部1123的直径。第一安装部1121的外表面设置有第一螺纹，第二安装部1123的外表面设置有第二螺纹。本实施例中的第一螺纹为M12螺纹，第二螺纹为M11螺纹，通过这样的结构设置，可使得本光电式液位开关100自带两种安装紧固方式，一种为外置安装方式，即水箱只需开一个M12螺孔或直径为12通孔，通过螺纹或M12螺母拧紧即可安装；另一种为内置安装方式，即水箱开一个M11螺孔或直径为11通孔，通过螺纹或M11螺母拧紧即可安装，此时，可配合外密封圈160形成密封安装。

另外，如图1所示，主控电路板140通过内密封圈150密封在棱镜部111 内，确保水珠不会进到棱镜部111内弄湿主控电路板140，以免影响本光电式液位开关100的使用寿命。光电式液位开关100还包括用于提供外部接口的外接端子170，外接端子170通过排线结构180电性连接主控电路板140。

如图2所示，由于侧面出光反射光信号的形式，可确保水晶头内部具有足够的主控电路板放置空间，因而，主控电路板140可设置包括基于芯片 MS83F0802A构成的红外光反馈数字处理电路，这是因为芯片MS83F0802A具有一定的体积，若主控电路板放置空间不够，则无法放置，而通过红外光反馈数字处理电路对红外光的反馈信号通过数字信号处理，可避免水晶头表面水珠、气泡、污垢带来的误差。

如图2所示，红外光反馈数字处理电路还包括用于调节红外发射管I R19的发射功率的限流电阻R2、用于调节红外接收管PT19工作状态饱和电压的下拉电阻R1、输出端限流电阻R3以及用于保护好工作电路元件的供电稳定性的滤波电容C1。

工作侦测原理分为两个部分，如下:

一、当水晶头110的棱镜部111与液体接触时，红外发射管I R19发射出来的红外光因为液体具备光透射功能,大部分红外光经过棱镜部111透射到液体中，只有少部分红外光通过棱镜部111反射给红外接收管PT19，红外接收管PT19 的CE结电阻增大,从而使下拉电阻R1上的电压降低，将此电压信号送给U1芯片处理，使U1芯片的7脚输出小于0.1V的电压，当用户的控制系统检测到小于0.1V的电压，会自动识别出本光电式液位开关100此时与液体接触，从而做出相应的控制动作。

二、当水晶头110的棱镜部111与空气接触时，红外发射管I R19发射出来的红外光大部分红外光经过棱镜部111反射给红外接收管PT19，红外接收管 PT19的CE结电阻减小,从而使下拉电阻R1上的电压增加，将此电压信号送给 U1芯片处理，使U1芯片的7脚输出大于4.6V的电压，当用户的控制系统检测到大于4.6V的电压，会自动识别出本光电式液位开关100此时与空气接触，从而做出相应的控制动作。

本实用新型实施例提供的光电式液位开关，其相比浮子式液位开关，具有寿命高、清洗更方便、准确率更高等优点，同时，采用棱镜结构的水晶头来反射光信号，相比采用锥形水晶头反射光信号，能很好地避免水珠挂在水晶头上所带来的测量误差，另外，侧面出光反射光信号的形式，确保水晶头内部具有足够的主控电路板放置空间，以便后续实现电路板的数字化改进。还有，本光电式液位开关没有活动的部件，不易造成机械磨损，维护量少，测量精度高，使用寿命长，耐高压又耐液体的冲击。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

设计图

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