本发明专利技术提供了一种光感应式液位检测方法，属于液位检测技术领域，所述方法以光为检测介质，发光元件和光敏元件分置于液面垂直投影柱的两侧，由液面的平面部分和/或液面的边角部分参与光路折射或反射，具体包括以下步骤：SA1.布设光元件组：按以下规则之一，或多个规则并用，在容器的一侧，布设至少一个发光元件，在容器的另一侧，布设至少一个光敏元件。本发明专利技术实施例相较于现有技术，无需在容器侧壁打孔以及无需在容器底部安装探头即可实现小容量容器内部液位的检测，并且可针对不同颜色的容器和/或不同颜色的被测液态进行检测，提高了液位检测的便利性以及可靠性。液位检测的便利性以及可靠性。液位检测的便利性以及可靠性。
【技术实现步骤摘要】
光感应式液位检测方法和液位检测装置
[0001]本专利技术属于液位检测
，具体是一种光感应式液位检测方法和液位检测装置。
技术介绍
[0002]在许多应用中，控制系统需要实时检测被控对象中容器内部的液位情况，根据液位输出相应的动作或指示，以确保控制的可靠性。例如：在香薰或药液雾化喷雾设备中，设有精油或药液容器，控制系统需要确认精油或药液未用空，才能启动香薰或药液雾化动作，否则达不到理疗或治疗作用。特别在复方香薰或复方雾化治疗中，控制系统需要实时检测所用到的多个精油或药液容器的液位，否则可能在香薰或雾化治疗中，因一种或多种精油 /药液的缺失，造成配方错误。
[0003]传统的液位检测有许多方式：
[0004]1.浮球+开关式：在容器内部设置浮球，随液面的变动，浮球上下移动，依靠浮球的位移，触发开关发生动作，控制系统通过检测所述开关的状态，即可检知液位。
[0005]2.超声波式：在容器上方设置超声波发送装置和接收装置，控制系统通过检测超声波发送和接收之间的时间差，判断液位的高低；
[0006]3.光反射式：在锥形透明体后方设置发光和光敏元件，构成液位探头，在容器壁上打孔，将液位探头密封安装到容器壁上，光线透过锥形透明体后，在空气(液位低于探头) 和所测液态(液位高于探头)中的折射、反射性能上的差异，反映到光敏元件上的输出差异，通过检测该差异，感知液位的高低。
[0007]4.光透射式：在容器壁的相对两侧，水平设置发光和光敏元件，在液位高于发光和光敏元件的安装高度时，发光元件所发射的光线需要透过容器壁和所检测的液体后达到光敏元件；液位低于发光和光敏元件的安装高度时，发光元件所发射的光线则透过容器壁和空气后达到光敏元件。由于所检测液体和空气对光线的透射率有差异，故，上述两种情况下，光敏元件所接收到的光强有差异，通过检测该差异，检知液位的高低。
[0008]5.压力检测式：在容器底部安装压力传感器，液位异动将反映为容器底部压力的变化，从压力传感器的输出中表现出来。
[0009]上述多种液位检测方式中：浮球+开关式和超声波式的探头体积较大，不适合对小容量容器的液位检测；光反射式需要在容器壁上打孔，并实现密封安装，亦不适于小容量容器的液位检测；光透射式难以兼容不同颜色的容器和/或不同颜色的被测液态；压力检测式需要将探头安装到容器底部，并将传感器引线引出，不适于小容量容器的液位检测。
[0010]而在例如香薰或药液雾化应用中，容器容量小到1毫升，大到几百毫升，且多为玻璃瓶装，卫生及精油等液态的腐蚀性等原因，不宜打孔、探头内装、瓶盖安装等，由此，非接触的光线对射式检测成为首选，而传统的光透射式检测模式，由于难以兼容不同颜色的容器和或不同颜色的液态，使得检测的可靠性有限。
技术实现思路
[0011]针对上述现有技术的不足，本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种光感应式液位检测方法和液位检测装置。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0013]一种光感应式液位检测方法，以光为检测介质，发光元件和光敏元件分置于液面垂直投影柱的两侧，由液面的平面部分和/或液面的边角部分参与光路折射或反射，具体包括以下步骤：
[0014]SA1.布设发光组件：按以下规则之一，或多个规则并用，在容器的一侧，布设至少一个发光元件，在容器的另一侧，布设至少一个光敏元件，
[0015]1)光折射式布设规则：以被控液位为基准位置布设发光元件，使
[0016]所述发光元件，其输出主光线水平出射，光路与容器的内腔存在交集；
[0017]所述光敏元件，位于偏离于发光元件输出主光线的延长线某位置；
[0018]2)光反射式布设规则：在被控液位上方布设发光元件，使
[0019]所述发光元件，其输出主光线投射到被控液面上，且不垂直于液面，
[0020]所述光敏元件，位于发光元件的主光线经被控液面反射后的光路上；
[0021]SA2.使能发光：对发光元件施加电流，使之发射光线；
[0022]SA3.判断液位：检测电路检测光敏元件的状态，根据光敏元件状态判断容器内的液位情况。
[0023]作为本专利技术进一步的改进方案：SA2步骤中，所述使能发光为断续发光，以降低光线对所检测液体可能造成的变质等，且
[0024]所述使能发光，为，对发光元件施加具有一定频率特征和/或时序特征的电流，使其发射的光线具有一定频率特征和/或时序特征，
[0025]SA3中，检测电路对光敏元件的输出信号，以对发光元件施加的电特征为基准，实施检波，以滤除环境光线等造成的干扰。
[0026]作为本专利技术进一步的改进方案：针对光折射式布设规则布设发光组件的方式，为，沿垂直方向布设多组光元件组，以实现对同一容器的多级液位的检知，
[0027]针对光折射式布设规则布设发光组件的方式，为，沿水平方向布设多个光敏元件，以实现对同一容器的多级液位的检知。
[0028]作为本专利技术进一步的改进方案：当液面在某一光元件组所检测的液位范围中时，通过检测所述光元件组中相邻光敏元件所接收的光强，计算液面的细分位置。
[0029]一种使用上述光感应式液位检测方法的液位检测装置，包括容器、至少一个发光元件、至少一个光敏元件、驱动电路、传感电路和信号检定电路，
[0030]所述容器约束其内的液体以形成液面垂直投影柱，
[0031]所述发光元件安装于液面垂直投影柱的一侧，由所述驱动电路施加电流后发射光线，
[0032]所述光敏元件安装于液面垂直投影柱的另一侧，位于发光元件所发射的主光线经液面垂直投影柱影响后的光路中，用于配合与所述光敏元件连接的传感电路以及信号检定电路识别液位状态。
[0033]作为本专利技术再进一步的改进方案：所述发光元件的光线出射端前方，设有光路处
理元件，所述光路处理元件用于将所述发光元件出射的光线处理成平行窄光束。
[0034]作为本专利技术再进一步的改进方案：所述光敏元件的接受面前方，设有滤光元件，所述滤光元件用于滤除环境光的干扰。
[0035]作为本专利技术再进一步的改进方案：还包括使各电路协作的微处理器，所述信号检定电路由微处理器内部的数字输入级电路和/或微处理器的识别逻辑兼做，和/或所述驱动电路由微处理器的输出级电路兼做。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0037]本专利技术实施例相较于现有技术，无需在容器侧壁打孔以及无需在容器底部安装探头即可实现小容量容器内部液位的检测，并且可针对不同颜色的容器和/或不同颜色的被测液态进行检测，提高了液位检测的便利性以及可靠性。
附图说明
[0038]图1为本专利技术中垂直光折射方式实现光感应式液位检测的示意图；
[0039]图2为本专利技术中光线穿过圆形截面容器后的光线出射示意图；
[0040]图3为本专利技术中水平光折射方式实现光感应式液位检测的示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光感应式液位检测方法，其特征在于，以光为检测介质，发光元件和光敏元件分置于液面垂直投影柱的两侧，由液面的平面部分和/或液面的边角部分参与光路折射或反射，具体包括以下步骤：SA1.布设发光组件：按以下规则之一，或多个规则并用，在容器的一侧，布设至少一个发光元件，在容器的另一侧，布设至少一个光敏元件，1）光折射式布设规则：以被控液位为基准位置布设发光元件，使所述发光元件，其输出主光线水平出射，光路与容器的内腔存在交集；所述光敏元件，位于偏离于发光元件输出主光线的延长线某位置；2）光反射式布设规则：在被控液位上方布设发光元件，使所述发光元件，其输出主光线投射到被控液面上，且不垂直于液面，所述光敏元件，位于发光元件的主光线经被控液面反射后的光路上；SA2.使能发光：对发光元件施加电流，使之发射光线；SA3.判断液位：检测电路检测光敏元件的状态，根据光敏元件状态判断容器内的液位情况。2.根据权利要求1所述的光感应式液位检测方法，其特征在于，步骤SA2中，所述使能发光为断续发光，以降低光线对所检测液体可能造成的变质等，且所述使能发光，为，对发光元件施加具有一定频率特征和/或时序特征的电流，使其发射的光线具有一定频率特征和/或时序特征，步骤SA3中，检测电路对光敏元件的输出信号，以对发光元件施加的电特征为基准，实施检波，以滤除环境光线等造成的干扰。3.根据权利要求1所述的光感应式液位检测方法，其特征在于，针对光折射式布设规则布设发光组件的方式，为，沿垂直方向布设多组光元件组，以实现对同一容器的多级液位的检知，针对光折射式布设规则布设发光组件的方式，为，沿水平方向布设...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡杨民，唐小兰，
申请(专利权)人：深圳市帝拓电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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