本实用新型专利技术公开了一种基于光声效应的液位测量装置；属于液位测量设备技术领域；其技术要点包括具有封闭腔体的实验容器，其中所述实验容器上部设有导通内部封闭腔体的透气孔，所述实验容器通过导管连接有待测容器；在实验容器侧壁上设有透明窗口，在实验容器内壁设有与透明窗口相对应的黑色光吸收材料层，在实验容器外侧由远至近依序设有相互配合的激光光源和斩光器，激光光源射出的光束依序通过斩光器和透明窗口后照射在黑色光吸收材料层上；在实验容器内设有声音采集器，声音采集器连接有数据处理单元；本实用新型专利技术旨在提供一种成本低、精度高，可实现非接触式实时测量的基于光声效应的液位测量装置；用于非接触式的液位测量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于光声效应的液位测量装置；属于液位测量设备
；其技术要点包括具有封闭腔体的实验容器，其中所述实验容器上部设有导通内部封闭腔体的透气孔，所述实验容器通过导管连接有待测容器；在实验容器侧壁上设有透明窗口，在实验容器内壁设有与透明窗口相对应的黑色光吸收材料层，在实验容器外侧由远至近依序设有相互配合的激光光源和斩光器，激光光源射出的光束依序通过斩光器和透明窗口后照射在黑色光吸收材料层上；在实验容器内设有声音采集器，声音采集器连接有数据处理单元；本技术旨在提供一种成本低、精度高，可实现非接触式实时测量的基于光声效应的液位测量装置；用于非接触式的液位测量。【专利说明】一种基于光声效应的液位测量装置
本技术涉及一种液位测量装置，更具体地说，尤其涉及一种基于光声效应的液位测量装置。
技术介绍
光声效应是一种光诱导声振动的过程。当物质吸收光后，部分光能量转换成热能，使物体的温度升高和体积膨胀，如果对入射光进行周期性调制，则在物体内产生周期性振动,这种周期性振动在空间的传播便形成了声波,声波的频率和入射光的调制频率相同。近年来，光声效应在监测大气污染、检测物质的吸收谱、测定一些半导体材料的能级跃迁和萤光物质、光导材料的量子效率、监测光化学过程等方面得到广泛应用。但光声效应应用于液位测量方面目前还是空白。现有液面高度测量有浮子式液位测量、磁致伸缩液位测量、压差式液位测量、光纤式液位等方法，但这些方法都是接触式测量；雷达液位测量、超声波液位测量等方法虽不是接触式测量，但成本不低、精度不高。本技术提供一种非接触式、实时、成本低、精度高等液位测量方法。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种成本低、精度高，可实现非接触式实时测量的基于光声效应的液位测量装置。本技术的技术方案是这样实现的:一种基于光声效应的液位测量装置，包括具有封闭腔体的实验容器，其中所述实验容器上部设有导通内部封闭腔体的透气孔，所述实验容器通过导管连接有待测容器；在实验容器侧壁上设有透明窗口，在实验容器内壁设有与透明窗口相对应的黑色光吸收材料层，在实验容器外侧由远至近依序设有相互配合的激光光源和斩光器，激光光源射出的光束依序通过斩光器和透明窗口后照射在黑色光吸收材料层上；在实验容器内设有声音采集器，声音采集器连接有数据处理单元。上述的一种基于光声效应的液位测量装置中，所述的实验容器为透明玻璃瓶。上述的一种基于光声效应的液位测量装置中，所述的黑色光吸收材料层为涂覆在实验容器内壁上的炭黑涂层。上述的一种基于光声效应的液位测量装置中，所述的数据处理单元为示波器或者计算机。上述的一种基于光声效应的液位测量装置中，实验容器和待测容器之间的导管上设有控制阀。上述的一种基于光声效应的液位测量装置中，所述透气孔的孔径为2?5mm。本技术采用上述结构后，通过激光光源、斩光器、炭黑层、声音采集器和数据处理单元配合形成光声效应检测装置。调节斩光器频率，当数据处理单元接受的信号最大时，信号频率就是腔体的固有频率。当实验腔体中液位变化时，共振频率随之变化。测量时，通过连接管把实验容器与待测容器连通，即可实时测量液位。另外，通过信号传输系统，还可实现远距离液位测量。【专利附图】【附图说明】下面结合附图中的实施例对本技术作进一步的详细说明，但并不构成对本技术的任何限制。图1是本技术的结构示意图；图2是图1中A处的局部放大示意图。图中:实验容器1、透气孔la、透明窗口 lb、待测容器2、黑色光吸收材料层3、激光光源4、斩光器5、声音采集器6、数据处理单元7、控制阀8。【具体实施方式】参阅图1和图2所不,本技术的一种基于光声效应的液位测量装置,包括具有封闭腔体的实验容器1，所述实验容器I上部设有导通内部封闭腔体的透气孔la，透气孔Ia用于平衡封闭腔体内外的气压，使测量更准确、透气孔Ia的孔径不能过大，否则外部噪音会影响测量的准确度，透气孔Ia的优选孔径为2-5_ ;所述实验容器I通过导管连接有待测容器2，为方便后期的维护，在该段导管上设有控制阀8，控制阀8在正常工作状态下，处于常开状态，只有在维护或出现意外情况时才关闭；在实验容器I侧壁上设有透明窗口 lb，在实验容器I内壁设有与透明窗口 Ib相对应的黑色光吸收材料层3，在实验容器I外侧由远至近依序设有相互配合的激光光源4和斩光器5，激光光源4射出的光束依序通过斩光器5和透明窗口 Ib后照射在黑色光吸收材料层3上；在实验容器I内设有声音米集器6,声音采集器6连接有数据处理单元7。所述的数据处理单元7为示波器或者计算机，本实施例中优选为示波器。同时，在本实施例中，所述的黑色光吸收材料层3为涂覆在实验容器I内壁上的炭黑涂层。当然，也可以采用其他本领域常用的黑色光吸收材料。另外，本实施例中的实验容器I不受形状的限制，任意形状的腔体都可测量。本实施例中实验容器I优选为透明玻璃瓶。实现方法:激光光源4通过斩光器5调制后的光束通过透明窗口 Ib照射在实验容器I内的炭黑涂层上。光与炭黑涂层相互作用产生光声效应，声音采集器6采集到的声音信号经过功率放大输出到示波器。通过直流微调电源调节斩光器5频率，当示波器接受的信号最大时，信号频率就是腔体的固有频率。当腔体中液位变化时，共振频率随之变化。在测量腔中加入不同高度的液体，分别把液位与共振频率的对应关系找出。测量时，通过连接导管把实验容器I与待测容器2连通，即可实时测量液位。通过信号传输系统，还可实现远距离液位测量。测量原理:每个腔体都有各自的固有振动频率,腔体体积或形状发生改变时腔体的固有频率也会发生改变。当腔体内的声波频率与腔体的固有频率相同时，就会发生腔体固有频率和声波频率耦合现象。这时，腔体内的声波振幅达到极大值，当耦合时一阶耦合声波幅值的极大值是最大的。实验例取一直径为64mm圆柱形腔体，测量腔体内部不同水位的共振频率值如下表:【权利要求】1.一种基于光声效应的液位测量装置，包括具有封闭腔体的实验容器(1)，其特征在于，所述实验容器(I)上部设有导通内部封闭腔体的透气孔(la)，所述实验容器(I)通过导管连接有待测容器(2);在实验容器(I)侧壁上设有透明窗口( Ib)，在实验容器(I)内壁设有与透明窗口(Ib)相对应的黑色光吸收材料层(3)，在实验容器(I)外侧由远至近依序设有相互配合的激光光源(4)和斩光器(5)，激光光源(4)射出的光束依序通过斩光器(5)和透明窗口(Ib)后照射在黑色光吸收材料层(3)上；在实验容器(I)内设有声音采集器(6)，声音采集器(6)连接有数据处理单元(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于光声效应的液位测量装置，其特征在于，所述的实验容器(I)为透明玻璃瓶。3.根据权利要求1或2所述的一种基于光声效应的液位测量装置，其特征在于，所述的黑色光吸收材料层(3 )为涂覆在实验容器(I)内壁上的炭黑涂层。4.根据权利要求1所述的一种基于光声效应的液位测量装置，其特征在于，所述的数据处理单元(7)为示波器或者计算机。5.根据权利要求1所述的一种基于光声效应的液位测量装置，其特征在于，实验容器(I)和待测容器(2 )之间的导管上设有控制阀(8 )。6.根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光声效应的液位测量装置，包括具有封闭腔体的实验容器（1），其特征在于，所述实验容器（1）上部设有导通内部封闭腔体的透气孔（1a），所述实验容器（1）通过导管连接有待测容器（2）；在实验容器（1）侧壁上设有透明窗口（1b），在实验容器（1）内壁设有与透明窗口（1b）相对应的黑色光吸收材料层（3），在实验容器（1）外侧由远至近依序设有相互配合的激光光源（4）和斩光器（5），激光光源（4）射出的光束依序通过斩光器（5）和透明窗口（1b）后照射在黑色光吸收材料层（3）上；在实验容器（1）内设有声音采集器（6），声音采集器（6）连接有数据处理单元（7）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李惠玲，陈昭炎，黄秀平，何文康，林林庆，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：新型
国别省市：广东;44
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