一种光电液位检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种光电液位检测装置。

背景技术：

连通器原理大量应用在工业场景中，通过细玻璃管中液位的变化，可以直观的判断与其连通的主容器中的液位，进而知道主容器中的用水量。传统的读取细玻璃管中液位的方法，依靠人工读数，不仅容易出错，而且效率低下。

随着工业自动化控制技术的普及，越来越多的场景需要引入技术手段来自动而准确地读取液位。目前市面上已有的手段包括：在玻璃管液位可能出现的范围内，安装摄像头，通过摄像头拍照，然后识别液位的位置；在玻璃管目标液位出现的位置安装光电感应器，达到后自动触发停水阀门，依靠经验值确定最终的液位；

在当前已有的自动化读取液位的技术中，分别尤其局限性。摄像法读数受限于液位波动的范围，一旦超出摄像范围，将无法读出液位；另外，不同的光照条件，或者玻璃管使用一段时间后内壁积累的污垢，会对液位的识别造成干扰，最后就是摄像法读取的精度受限于图像的分辨率。而液位光电触发阀门停水的技术，虽然不局限于液位的范围，但是液位最终停止的位置，还是依赖于经验值估计，更不要说准确到毫米了，导致读数效果不理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种光电液位检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种光电液位检测装置，壳体，壳体内设有步进电机，步进电机的输出轴连接螺纹丝杆，螺纹丝杆的外侧套设丝杆套，壳体的外侧设有光电传感器，光电传感器固定在丝杆套上，所述光电传感器为NPN型常开U型对射传感器，光电传感器的U型主体端部的对置面上设有相互对应的红外发射端和红外接收端，U型主体的U型槽内设有玻璃管，红外发射端和红外接收端位于玻璃管的外部且相互对应；所述壳体内设有微处理器，微处理器连接步进电机驱动板。

上述的一种光电液位检测装置，所述微处理器为STM32微处理器。

上述的一种光电液位检测装置，所述步进电机带动光电传感器在玻璃管的外侧上下移动，光电传感器的高度上限为光电传感器的高位，光电传感器的高度下限为光电传感器的零位。

上述的一种光电液位检测装置，所述玻璃管采用连通器的方式连接主容器，玻璃管内溶液的液位高度与主容器中液位高度一致。

本实用新型的有益效果为：本装置能高精度，大范围动态检测玻璃管内液位的位置。高精度体现在通过将脉冲信号转换为微弱角位移的步进电机，实现将距离测量放大的效果。大范围体现在螺纹丝杆的长度可以随应用场景的不同而取长取短，不受外界条件的限制。动态检测可以实现每次都真实地检测目标(玻璃管内液位)的实际位置，能很好的配合自动化控制系统，完成液位的准确测量，节省人力，提高效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的原理示意图；

图3为本实用新型光电传感器的示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种光电液位检测装置，壳体1，壳体1内设有步进电机2，步进电机2的输出轴连接螺纹丝杆3，螺纹丝杆3的外侧套设丝杆套4，壳体1的外侧设有光电传感器5，光电传感器5固定在丝杆套4上，壳体内设有纵向导轨41，丝杆套4的外侧设有导向板42，导向板42位于纵向导轨41内，纵向导轨41对丝杆套4进行周向限位，螺纹丝杆3转动时，丝杆套4上下移动；

所述光电传感器5为NPN型常开U型对射传感器，光电传感器5的U型主体6端部的对置面上设有相互对应的红外发射端51和红外接收端52，U型主体6的U型槽内设有玻璃管7，红外发射端和红外接收端位于玻璃管7的外部且相互对应；壳体1内设有微处理器8，微处理器8连接步进电机驱动板9，以下微处理器8简称为MCU。

本实用新型中，微处理器为STM32微处理器，步进电机带动光电传感器在玻璃管的外侧上下移动，光电传感器的高度上限为光电传感器5的高位，光电传感器的高度下限为光电传感器的零位。

玻璃管7采用连通器的方式连接主容器，玻璃管内溶液的液位高度与主容器中液位高度一致。

具体的工作过程是：在检测液位之前，先要给光电传感器5做位置校准，就是确定他的零位和高位。通过PC发命令给MCU，进入校准模式，步进电机2开始转动，带动光电传感器5往下移动，当确定到了零位附近后，就人为挡住光电传感器5的信号，MCU检测到信号，控制步进电机2停止转动，记录此时的步数。然后步进电机2朝反方向转动，也就是带动光电传感器5往上移动，当接近高位的时候，再次人为挡住光电信号，MCU检测到信号，控制步进电机2停止转动，记录此时的步数作为高位。然后pc发复位命令给MCU，进入准备状态。

正式开始工作的时候，先有PC发命令给MCU，开始检测，MCU控制步进电机从零位开始往上走，直到检测到了目标，光电传感器5将检测到的目标信号反馈给MCU，MCU马上停止步进电机2运转，并记录此时步进电机转动的步数(脉冲数)。更新步进电机的状态。PC通过轮巡检查步进电机的状态，发现完成后，读取步进电机2的步数，对比零位和高位的标准，计算出液位的实际高度。完成一次检测。然后发复位命令给步进电机进入零位状态，等待下一次检测。

本装置能高精度，大范围动态检测玻璃管内液位的位置。高精度体现在通过将脉冲信号转换为微弱角位移的步进电机，实现将距离测量放大的效果。大范围体现在螺纹丝杆的长度可以随应用场景的不同而取长取短，不受外界条件的限制。动态检测可以实现每次都真实地检测目标(玻璃管内液位)的实际位置，能很好的配合自动化控制系统，完成液位的准确测量，节省人力，提高效率。