专利名称：一种可发光的玻璃管水位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可发光的玻璃管水位计，特别适用于显示锅炉水位的水位 计。属水位检测设备用具。
技术背景在工业企业蒸汽锅炉的生产过程中，三大安全部件之一的水位计，即滚筒水位计， 大部分采用的是玻璃管式水位计，其优点是水位显示直观准确，安装简单方便，且可确保锅 炉真实水位的准确性，在使用过程中，会随使用时间延长而导致玻璃管式水位计玻璃管内 壁出现污垢而造成水位状态不明显，加之集控系统通过摄像头进行可视化监控，在监控器 上就更是模糊不清，玻璃管式水位计的玻璃管与水的色差不明显，极易造成锅炉系统运行 的安全隐患。目前采用的水位计主要两种，玻璃管式水位计和双色水位计。双色水位计，该水位 计采用特定的光学结构，其显示效果较好，但由于造价高、体积大、使用维护相对繁琐。玻璃 管式相比较结构较为简单，造价低，玻璃管式水位计由于水、玻璃都是透明状，颜色区别不 大，不容易看清楚，由于安装位置和高度的不同，就更不容易看清水位状态，给锅炉运行安 全带来了较大的安全隐患。
发明内容本实用新型旨在提供一种可发光的玻璃管水位计，它通过水位计下部(或者上 部)安装的LED发光二极管(发光源)，从而实现水位计水位液面高度的清晰指示或者五种 颜色显示。本实用新型发光的玻璃管水位计结构是发光源(6)垂直安装在玻璃管式水位计 (7)的玻璃管上端或玻璃管下端，发光源(6)和光源镜组(18)共同放置于隔水透明钢化玻 璃(17)内，发光源(6)发出的光线穿过光源镜组(18)后，再透过隔水钢化玻璃(17)，照射 到到玻璃管式水位计外壳玻璃管体(14)内的水柱(16)上；电接点水位计(1)、PLC输入端 (2)、DCS系统(3)、PLC输出端(4)、选择开关(5)与发光源(6)依序串联连接，电源(12)分 别与发光源(6)、电接点水位计(1)、DCS系统(3)和选择开关(5)连接。发光源(6)为三基色LED (20)、发光二极管LED (21)或者单一激光二极管(13)。发光源(6)中三个发光二极管分别放置在光源镜组(18)内的三棱镜光学反光镜 组的侧部。工作原理发光源可垂直于玻璃管式水位计的底部或者上部。通电后当外部DCS 系统(3)通过电接点水位计(1)采用信号/数据进行功能处理，输出到选择开关(5)，选择 开关(5)将信号D1、D2、D3送入玻璃管水位计发光源的三基色LED管脚，分别启动D1、D2、 D3三基色(红色、绿色、黄色)LED发光二极管，其中DCS系统发出的控制信号可分离为Dl 红色光、D2绿色光和D3黄色三种单色光，及其(红+绿)色光、(红+黄)色光、(绿+黄) 色光的双色叠加色，和(红+绿+黄)三色，共七种状态颜色。[0009]发光二极管分别放置在光源镜组(18)内的三棱镜光学反光镜组的侧部，三个发 光二极管所发出的光线经过三棱镜光学反光镜组，直接照射到玻璃管式水位计内水柱(16) 上，所发出的光线与水位计玻璃管外壳的玻璃管体(14)内的水柱(16)顶端弧形面形成反 射作用，使反射面形成较为明显的玻璃管水位计液面发光面(15)，人们从玻璃管式水位计 (7)外部可方便清楚地看到水柱(16)顶面呈现弧形发光面，以及水位计中水柱(16)颜色。所述PLC(Program Logic Control)为可编程逻辑控制器；该技术已在工业自动化 中广泛使用，是现有技术。所述DCS (Distributed Contorl System)系统为集散控制系统，又称分布式控制 系统，国内一般习惯称为集散控制系统。该技术已在工业自动化中广泛使用，是现有技术。本实用新型具有水位计内水柱可具备五种颜色进行显示，水位显示清楚清晰，显 示水柱可发光变色，结构简单，体积小，能耗低、造价低，适用范围广，可直接使用在老式玻 璃管水位计上，其互换性较强的新型数字式玻璃管式水位计。
图1本实用新型可发光的玻璃管水位计的工作原理框图。图2本实用新型可发光的玻璃管水位计电路图图3本实用新型可发光的玻璃管水位计的结构示视图。图如为图4b可发光的玻璃管水位计中光学镜组的俯视图。图4b本实用新型可发光的玻璃管水位计中光学镜组的结构示意图。图fe本实用新型可发光的玻璃管水位计中的单一激光二极管组件(19)光源示意 图。图6b本实用新型可发光的玻璃管水位计中的三基色LED(20)组件光源示意图。图5c本实用新型可发光的玻璃管水位计中三基色激光二极管光学组件光源 示意图。图6本实用新型可发光的玻璃管水位计中的玻璃管水柱局部放大图。图中1-电接点水位计，2-PLC输入，3-DCS系统，4-PLC输出，5-选择开关，6-三基 色LED发光二极管，7-玻璃管水位计，8-红色激光二极管Dl，9-绿色激光二极管D2，10-黄 色激光二极管D3，11-光学反光镜组，12-直流电源3V，13-单一激光二极管，14-玻璃管体， 15-玻璃管水位计液面反光环，16-水柱，17-隔水透明钢化玻璃，18-光源镜组，19-单一激 光二极管组件，20-三基色LED，21-三基色激光二极管光学组件，R-红色，G-绿色，B-黄 色。具有实施方式实施例1 (三基色LED作为发光源，安装在玻璃管水位计的下端)选择三基色LED20为发光源，将其垂直安装在玻璃管式水位计的底部或上部。通 电后，当外部的电接点水位计1检测/采集到水位变化信号，信号经过PLC输入端2送入DCS 系统( ，DCS系统3通过对采集信号/数据进行处理，分析比较获得的输出水位高(水位 在2/3以上)、中(水位在<2/3 > 1/3范围)、低(水位<1/3)的开关量信号，该信号 再经过PLC输出端4输出到选择开关(5)，经选择开关(5)功能选通，信号再送入安装在玻 璃管水位计7底部或者顶部的发光源——三基色LED中的红色激光二极管D1、绿色激光二极管D2、黄色激光二极管D3管脚，发光源6中红色激光二极管Dl、绿色激光二极管D2、黄色 激光二极管D3三个发光二极管分别放置在光源镜组18内的三棱镜光学反光镜组的侧部， 三基色LED发出的光线经过三棱镜光学反光镜组，透过隔水透明隔水钢化玻璃17，直接照 射到玻璃管式水位计外壳的玻璃管体14内的水柱16上。所发出的光线与水位计玻璃管外 壳的玻璃管体14内的水柱16顶端弧形面形成反射作用，使反射面形成较为明显的玻璃管 水位计液面反光环15，人们从玻璃管式水位计7外部可方便清楚地看到水柱16顶面呈现弧 形发光面，以及水位计中水柱16颜色。当电接点水位计1所采集信号显示的玻璃管外壳的玻璃管体14的水柱16高度在 高水位时，则水柱16水位为大于2/3，黄色激光二极管D3导通并发出黄色光；当电接点水位计1所采集信号显示的，玻璃管外壳的玻璃管体14水柱16高度水 位为中间水位时，则水柱16在< 2/3 > 1/3范围内，绿色激光二极管D2导通并发出绿色 光，、当电接点水位计1所采集信号显示的玻璃管外壳玻璃管体14的水柱16高度水位 为低水位时，则水柱16水位为小于1/3范围，红色激光二极管Dl导通并发出红色光，从而实现玻璃管水位计7与玻璃管水位计液面反光环15颜色随水柱16水位变化 而改变的发明目的。实施例2 :(三基色激光二极管光学组件为发光源，安装在同一光学镜组件内，投 射到玻璃管水位计水柱上的方式)选择工业级50mw激光二极管作为三基色激光二极管光学组件21发光源，将其垂 直安装在玻璃管式水位计7底部。通电后，当外部电接点水位计1检测/采集到水柱16变化信号并经过2，送入DCS 系统3，DCS系统3通过对电接点水位计信号1进行功能处理，分析比较输出水位高(2/3) 以上水位)、中(水位<2/3 >1/3)、低(水位<1/3)的开关量信号，并经过PLC输出点4， 输出到选择开关5进行功能选通，开关信号送入安装在玻璃管水位计7底部的三基色激光 二极管光学组件21中，三基色激光二极管光学组件21中的激光二极管D8(红色)、D9(绿 色)、D10 (黄色)管脚，三基色激光二极管光学组件21所发出的光线，经过光源镜组18、光 学反光镜组11，将光源进行折射，透过隔水透明钢化玻璃17，与玻璃管体14、玻璃管水位计 液面反光环15、水柱16、形成垂直投射，所发出的光线与水位计玻璃管内水柱16顶端弧形 面形成反射作用，使反射面形成较为明显的玻璃管水位计液面反光环15，通过玻璃管式水 位计1外部可看到水位计水柱16顶面呈现弧形发光面，以及水位计水柱16颜色的变化。当电接点水位计1的水位高0/3以上水位)时，DlO导通并发出黄色光；当电接点水位计1的水位为中间水位时(水位< 2/3 > 1/3)，D9导通并发出绿色 光；当电接点水位计1的水位为低水位时(水位< 1/3)，D8导通并发出红色光；从而实现玻璃管水位计7、玻璃管水位计液面反光环15颜色随水位变化而改变的 功能。实施例3 (单一激光二极管为发光光源投射到玻璃管水位计水柱上的方式)选择工业级绿色50mw，波长为532nm，激光类型是Class IIIA的激光二极管器件 作为单一激光二极管组件13发光源，将垂直安装在玻璃管式水位计的底部。[0039] 通电后，当外部电接点水位计1检测到水位变化信号并经过2，送入DCS系统3， DCS系统通过对电接点水位计1信号进行功能处理，输出水位高0/3)以上水位)、中(水 位<2/3> 1/3)、低(水位< 1/3)的开关量信号，并经过PLC输出点4，输出到5进行功能 选通，开关信号送入玻璃管水位计7的单一激光二极管组件19的激光二极管D9 (绿色)管 脚，单一激光二极管组件19所发出的绿色光线，透过隔水钢化玻璃17，与玻璃管体14、玻璃 管水位计液面反光环15、水柱16形成垂直投射，所发出的光线与水位计玻璃管内水柱16顶 端弧形面形成反射作用，使反射面形成较为明显的玻璃管水位计液面反光环15，通过玻璃 管式水位计外部可看到水位计中的水柱16顶面呈现弧形发光面为绿色，以及水位计16水 柱颜色为绿色，进而实现单一激光二极管19对玻璃管水位计7、玻璃管水位计液面反光环 15颜色为绿色的功能。
权利要求1.一种可发光的玻璃管水位计，其特征在于发光源(6)垂直安装在玻璃管式水位计 (7)的玻璃管上端或玻璃管下端，发光源(6)和光源镜组(18)共同放置于隔水透明钢化玻 璃(17)内，发光源(6)发出的光线穿过光源镜组(18)后，再透过隔水钢化玻璃(17)，照射 到到玻璃管式水位计外壳玻璃管体(14)内的水柱(16)上；电接点水位计(1)、PLC输入端 (2)、DCS系统(3)、PLC输出端(4)、选择开关(5)与发光源(6)依序串联连接，电源(12)分 别与发光源(6)、电接点水位计(1)、DCS系统⑶和选择开关(5)连接。
2.根据权利要求1所述的可发光的玻璃管水位计，其特征在于发光源(6)为三基色 LED (20)、发光二极管LED (21)或者单一激光二极管(13)。
3.根据权利要求1所述的可发光的玻璃管水位计，其特征在于发光源(6)中三个发光 二极管分别放置在光源镜组(18)内的三棱镜光学反光镜组的侧部。
专利摘要本实用新型涉及一种可发光的玻璃管水位计，特别适用于显示锅炉水位的水位计，属水位测量设备。其特征在于发光源垂直安装在玻璃管式水位计的玻璃管上端或玻璃管下端，发光源和光源镜组共同放置于隔水透明钢化玻璃内，发光源发出的光线穿过光源镜组后，再透过隔水钢化玻璃，照射到到玻璃管式水位计外壳玻璃管内的水柱上；电接点水位计、PLC输入端、DCS系统、PLC输出端、选择开关与发光源依序串联连接，电源分别与发光源、电接点水位计、DCS系统和选择开关连接。本实用新型具有水位计内水柱可具备五种颜色进行显示，水位显示清楚、清晰，结构简单，体积小，能耗低、造价低，适用范围广，可对老式玻璃管水位计进行局部升级更新的优点，是一种互换性较强的玻璃管式水位计。
文档编号G01F23/02GK201885776SQ20102061780
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者刘 文, 李庆喜, 潘文, 陆长青, 陈彦龙, 顾燕美, 龚永敏 申请人:红塔烟草(集团)有限责任公司