专利名称：双色激光料位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器，具体是一种利用激光测距原理测量料仓物料界面高度的双色激光料位计。
背景技术：
迄今为止，工业企业的固体料仓料位检测依然是一个难点。传统接触式物位检测方法(静压、电容、重锤、射频导纳等)简单易行，但存在固有缺陷，例如安装复杂，使用麻烦，容易损坏，精度差。超声波与雷达是两种先进的非接触式物位检测技术，但使用中由于各种复杂的情况，料仓中的连续料位检测面临着各种不同的困难。物料颗粒的大小、含水量的变化、粉尘、空气悬浮物、探头磨损撕裂、料仓结构复杂、振动等，都会影响使用效果。超声波波长较长，难以聚焦；雷达波有旁瓣，如果料仓小，形状不规则，易产生虚假反射波，经多 重反射，信号强度甚至超过真实信号，使软件无从判别。粉尘吸收会导致回波丢失，不满足超声波无干扰面需能反射80 %能量的要求，粉状物料介电常数低，雷达波难以反射。CN201203459Y专利提出了一种矿用激光测距式煤仓煤位传感器，用于煤矿煤仓料位的测量，在一定程度上虽然解决了以上问题，但仍有结构复杂，存在机械运动部件，在恶劣环境下工作可靠性低等缺陷。实用新型内容本实用新型旨在解决现有技术存在的上述缺陷，而提供一种采用激光测距原理测量料位，分别发射红色激光和红外激光，用于校准和测量的双色激光料位计。本实用新型采用的技术方案是一种双色激光料位计，包括主机壳、防尘罩、接口电路板、控制电路板，所述主机壳上分别装有发射红外激光束的红外半导体激光二极管模组、接收反射的红外激光的激光接收镜头、发射红色激光束的红色半导体激光二极管模组，所述主机壳内分别装有接口电路板和控制电路板，该接口电路板上的接口电路中设置有将激光接收镜头聚焦后的激光形成电脉冲的光敏器件，该控制电路板上设置有根据该电脉冲特征解算得出料位数据并转换成模拟量或数字量并经模拟量输出通道或现场总线网络输出的以单片机为核心器件的控制电路。更进一步，所述激光接收镜头安装在主机壳的激光发射端的中心部位，其两侧分别装有红外半导体激光二极管模组和红色半导体激光二极管模组，该红外半导体激光二极管模组和红色半导体激光二极管模组发射的激光束平行，其中，红外半导体激光二极管模组发射的是测距激光束，红色半导体激光二极管模组发射的是滞后于该测距激光束一定时间的校准激光束。另外，所述主机壳上以该激光接收镜头为中心，在该红外半导体激光二极管模组和红色半导体激光二极管模组外周装有顺激光束行程延伸的防尘罩。本实用新型通过这样的结构，体现了如下两个新特点①具有两个激光模组，分别发射红色激光和红外激光，用于校准和测量。②工作模式是控制电路发出控制信号，经接口电路放大后驱动红外半导体激光二极管模组，发出脉冲激光进行测距，间隔一定时间后驱动红外半导体激光二极管模组，发出红色激光，用于校准。周期 运行，长期工作。与现有技术相比，本实用新型采用特定波长的红外波段激光，可穿透粉尘、水蒸气、镜头上的污物，聚焦能力远超雷达和超声波。利用红外激光的穿透能力和简单的防尘罩设计，解决了 CN201203459Y专利的结构复杂、存在机械运动部件、在恶劣的环境下工作可靠性低等问题，并且具有结构简单，工作稳定可靠，精度高的特点。激光源采用半导体激光二极管模组取代昂贵的泵蒲调Q激光器，成本低廉。
图I为本实用新型实施例结构示意图主视图。图2为本实用新型实施例结构示意图俯视图。图中1_红外激光束，2-反射的红外激光，3-红色激光束，4-激光接收镜头，5-红外半导体激光二极管模组，6-红色半导体激光二极管模组，7-防尘罩，8-主机壳，9-接口电路板，10-控制电路板。
具体实施方式
下面通过实施例进一步阐述本实用新型，目的仅在于更好地理解本实用新型内容。因此，所举之例并不限制本实用新型的保护范围。参见图I、图2，主机壳8为一矩形盒体，面对料仓一侧(激光发射端)的面板中心装有激光接收镜头4，该激光接收镜头4接收由料仓物料反射的红外激光2。激光接收镜头4两侧分别装有红外半导体激光二极管模组5和红色半导体激光二极管模组6，该红外半导体激光二极管模组5发射红外激光束1，该红色半导体激光二极管模组6发射红色激光束3，且红色激光束3与红外激光束I平行并滞后发射，红外激光束I为测距激光束，为校准激光束。以该激光接收镜头4为中心，在该红外半导体激光二极管模组5和红色半导体激光二极管模组6外周装有顺激光束行程延伸的圆筒形的防尘罩7。主机壳8的内部分别装有接口电路板9和控制电路板10，该接口电路板9上配置接口电路，接口电路中设置有与激光接收镜头4对应的光敏器件，该光敏器件通过接口电路可以将激光接收镜头4聚焦后的激光形成电脉冲；该控制电路板10上配置控制电路，控制电路以单片机为核心器件，可以将该电脉冲特征解算得出料位数据并转换成模拟量或数字量，并经模拟量输出通道或现场总线网络输出。本实用新型的工作过程是控制电路发出控制信号，经接口电路放大后驱动红外半导体激光二极管模组5，发出红外激光束I (脉冲激光)，照射到物料后漫反射，反射的红外激光2经接收镜头4聚焦后照射到接口电路板9上的光敏器件上形成电脉冲，然后由控制电路板10上的单片机根据电脉冲特征解算得出料位数据并转换成模拟量或数字量，经模拟量输出通道或现场总线网络输出。间隔一定时间后驱动红色半导体激光二极管模组6，发出红色激光束3。红色激光束3为辅助光束，与不可见的红外激光束I平行，作为校准光束，保证红外激光束I对准料面，同时作为工作指示、警告标记。如此周期运行，长期工作。
权利要求1.一种双色激光料位计，包括主机壳、防尘罩、接口电路板、控制电路板，其特征在于，所述主机壳上分别装有发射红外激光束的红外半导体激光二极管模组、接收反射的红外激光的激光接收镜头、发射红色激光束的红色半导体激光二极管模组，所述主机壳内分别装有接口电路板和控制电路板，该接口电路板上的接口电路中设置有将激光接收镜头聚焦后的激光形成电脉冲的光敏器件，该控制电路板上设置有根据该电脉冲特征解算得出料位数据并转换成模拟量或数字量并经模拟量输出通道或现场总线网络输出的以单片机为核心器件的控制电路。
2.如权力要求I所述的双色激光料位计，其特征在于，所述激光接收镜头安装在主机壳的激光发射端的中心部位，其两侧分别装有红外半导体激光二极管模组和红色半导体激光二极管模组，该红外半导体激光二极管模组和红色半导体激光二极管模组发射的激光束平行，其中，红外半导体激光二极管模组发射的是测距激光束，红色半导体激光二极管模组发射的是滞后于该测距激光束一定时间的校准激光束。
3.如权力要求I或2所述的双色激光料位计，其特征在于，所述主机壳上以该激光接收 镜头为中心，在该红外半导体激光二极管模组和红色半导体激光二极管模组外周装有顺激光束行程延伸的防尘罩。
专利摘要本实用新型涉及传感器，具体是一种利用激光测距原理测量料仓物料界面高度的双色激光料位计。包括主机壳、防尘罩、接口电路板、控制电路板，所述主机壳上分别装有发射红外激光束的红外半导体激光二极管模组、接收反射的红外激光的激光接收镜头、发射红色激光束的红色半导体激光二极管模组，所述主机壳内分别装有接口电路板和控制电路板，该接口电路板上的接口电路中设置有将激光接收镜头聚焦后的激光形成电脉冲的光敏器件，该控制电路板上设置有根据该电脉冲特征解算得出料位数据并转换成模拟量或数字量并经模拟量输出通道或现场总线网络输出的以单片机为核心器件的控制电路。本实用新型具有结构简单、工作稳定可靠、精度高的特点。
文档编号G01F23/292GK202420617SQ201220024919
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者杨志刚, 王建民, 郝成 申请人:河北联合大学