專利名稱：一種液面檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用光電傳感器進(jìn)行液面檢測(cè)的方法及其裝置。
技術(shù)背景在一些化工實(shí)驗(yàn)或者液體的檢測(cè)中常常需要控制容器內(nèi)液體的高度，這樣就需要在往 容器注入液體時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控其液面的高度。傳統(tǒng)的液面檢測(cè)方法主要有差壓式液面測(cè)量方 法、浮子式液面測(cè)量方法等，但是在一些高腐蝕性、高粘性或者有毒性的液體容器中需檢 測(cè)液面時(shí)需要盡量避免測(cè)量?jī)x器與液體相接觸，上述方法就不大適用?，F(xiàn)有技術(shù)中有一種 采用光電傳感器的液面測(cè)試方法可適用于這類液體，其主要步驟為在透明容器內(nèi)液體上 升過(guò)程中使用設(shè)置于透明容器一側(cè)預(yù)定高度的光電傳感器來(lái)檢測(cè)設(shè)置于透明容器的另一 側(cè)的光源透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)，再使 用一恒定阻值電阻電路將上述連續(xù)的電流信號(hào)分壓后得到一連續(xù)的分壓信號(hào)，再使用模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路模塊將分壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)將收到的連 續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)與一個(gè)預(yù)設(shè)的最小值進(jìn)行比較，當(dāng)兩者相等時(shí)可判定此時(shí)液面高度為所 需要的液面高度。其工作檢測(cè)的原理為，當(dāng)液體在容器內(nèi)部時(shí)，由于液體與容器壁之間發(fā) 生浸潤(rùn)現(xiàn)象會(huì)使得液面呈凹面的現(xiàn)象，這樣，當(dāng)容器一側(cè)的光線進(jìn)入容器后會(huì)在液面之間 發(fā)生折射和反射的現(xiàn)象并使得只有部分光線能從容器的另一側(cè)射出，在光源定位使入射光 線不變的情況下隨著液面的逐漸升高，等于是使得光線的入射角在逐漸變大，當(dāng)入射角大 至臨界值時(shí)，會(huì)在液面發(fā)生全反射的現(xiàn)象，此時(shí)能從容器的另一側(cè)射出的光線強(qiáng)度達(dá)到一 最小值，并且特別地，當(dāng)入射光線為水平射入的時(shí)候這種現(xiàn)象最為明顯。本方法的原理就 是先使用光線折射定律計(jì)算出此最小值理論上的大小并將其預(yù)先設(shè)置在單片機(jī)程序內(nèi)，再 將檢測(cè)到的從容器的另一側(cè)射出的實(shí)際光線強(qiáng)度值與其比較，當(dāng)兩者相等時(shí)即可判定此時(shí) 液面高度為所需要的液面高度，然后單片機(jī)就可通過(guò)后繼的控制系統(tǒng)，控制液體的注入， 這樣就完成了檢測(cè)液面并將其控制在所設(shè)定高度的過(guò)程。采用這種方法實(shí)質(zhì)上是依靠控制光電傳感器所設(shè)置的高度來(lái)確定和控制所需液面的高度，在使用控制過(guò)程中檢測(cè)機(jī)構(gòu)不和 液體直接接觸，能避免被具有腐蝕性的液體侵蝕損壞。但是采用這種現(xiàn)有的檢測(cè)方法，光 線在實(shí)際傳播過(guò)程中會(huì)由于液面氣泡等因素的干擾而偏離其純理論上的傳播路線，這樣就 使得當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)際光線強(qiáng)度與預(yù)先計(jì)算并設(shè)定的最小值相等時(shí)，其實(shí)際液面高度已經(jīng)偏 離了想要控制的液面高度，從而使得檢測(cè)不準(zhǔn)確。我國(guó)專利號(hào)92239645.0所公開的一種實(shí)用新型，專利名稱為全反射式光學(xué)液面監(jiān)視 器，采用分別設(shè)置于被監(jiān)視液面警戒位置兩側(cè)的發(fā)光器和受光器以及一個(gè)監(jiān)測(cè)電路構(gòu)成， 其檢測(cè)原理和上述的采用光電傳感器的液面測(cè)試方法的檢測(cè)原理實(shí)質(zhì)上相同，其中的發(fā)光 器等同于上述方法中的光源，受光器等同于上述方法中的光電轉(zhuǎn)換器，監(jiān)測(cè)電路等同于上 述方法中的恒定阻值分壓電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊以及單片機(jī)，所以此實(shí)用新型專利的技 術(shù)方案同樣存在上述方法中存在的由于液面氣泡等因素干擾而使得監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。綜上所述，現(xiàn)有的這些采用光電傳感器的液面測(cè)試方法均具有抗干擾性差、測(cè)量精度 低的缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種抗干擾性好、 測(cè)量精度高的液面檢測(cè)方法，并隨之提供一種本方法專用的檢測(cè)裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明人采用了如下的技術(shù)方案 一種液面檢測(cè)方法，包括以下步驟a、 使用設(shè)置于透明容器一側(cè)的光電傳感器I來(lái)檢測(cè)在液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器I 所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器I相對(duì)的透明容器另一側(cè)的光源I發(fā)出并透過(guò)容 器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)I，并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)I;b、 再使用一恒定阻值電阻I將上述連續(xù)的電流信號(hào)I分壓，得到連續(xù)的分壓信號(hào)I; C、使用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊I提取上述分壓信號(hào)I并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)I，再將該數(shù)字信號(hào)I發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理；d、使用單片機(jī)來(lái)檢測(cè)上述數(shù)字信號(hào)I的值并記為V。，并得到V。的最小值，將該最小 值作為液體的特征值記為V。'；此過(guò)程可靠單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)完成；e、使用設(shè)置于透明容器一側(cè)光電傳感器I的上方預(yù)定高度的光電傳感器II來(lái)檢測(cè) 在液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器II所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器II相對(duì)的透明 容器的另一側(cè)的光源II發(fā)出并透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)n;f、 再使用一恒定阻值電阻II將上述連續(xù)的電流信號(hào)II分壓，得到連續(xù)的分壓信號(hào)II;g、 使用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊II提取上述分壓信號(hào)II并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信 號(hào)n，再將該數(shù)字信號(hào)II發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理；h、 使用單片機(jī)來(lái)檢測(cè)上述數(shù)字信號(hào)n的值并記為Vi， v,為變化的待比較值，使用單 片機(jī)比較K和v。'，當(dāng)兩者之間差值為預(yù)設(shè)的最小值時(shí)液體液面位置即為所需要的液面位 置，此時(shí)單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)停止往液體容器吸入液體，從而控制了液體液面在所需的準(zhǔn) 確位置上，并且從控制過(guò)程中可看出此位置高度與光電傳感器n所在位置的高度相關(guān)， 可通過(guò)改變光電傳感器n所在位置的預(yù)定高度來(lái)控制液體液面定位在所需要的高度。其 中比較v,和v。'差值的過(guò)程由單片機(jī)中預(yù)先裝入的算法程序自動(dòng)執(zhí)行。作為本方法的進(jìn)一步優(yōu)化，所述光電傳感器i與光電傳感器n特性一致，光源i與 光源n特性一致，恒定阻值電阻n與恒定阻值電阻i特性一致，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊n 與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊i特性一致。所述特性一致是指兩者的大小、型號(hào)、規(guī)格、功能等屬 性均相同，這樣可可進(jìn)一步消除由于測(cè)量工具特性的不同而產(chǎn)生的誤差，使得K和v。'之 間理論上的最小差值為零，即v^v。'時(shí)即得到所需要的液面位置?？墒箼z測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。作為本方法的進(jìn)一步優(yōu)化，所述恒定阻值電阻i和恒定阻值電阻n采用同一電阻， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊i與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊n采用同一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊；在當(dāng)液面 經(jīng)過(guò)光電傳感器i所在位置時(shí)，關(guān)閉光電傳感器n,開啟光電傳感器i進(jìn)行檢測(cè)并得到最 小值v。'，得到v。'之后，關(guān)閉光電傳感器i，液面繼續(xù)上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器n所在位 置時(shí)，開啟光電傳感器ii進(jìn)行檢測(cè)，再將此時(shí)得到的vj卩v。'進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行判斷，這 樣更進(jìn)一步地消除了由于測(cè)量工具的不同而產(chǎn)生的誤差，可使檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，而且由于 只采用了 一個(gè)恒定阻值電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊，從而節(jié)儉了成本。作為本方法的一種具體優(yōu)選方案，所述光源I與光源II采用LED光管，且分別與光電傳感器I和光電傳感器II水平設(shè)置，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊I與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊II采用A/D芯片。作為本方法技術(shù)方案的一種變形，還可以采用以下方式即只使用一組光源、光電傳 感器、用于分壓的恒定阻值電阻、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊和單片機(jī)，操作時(shí)，先將光源和光電 傳感器對(duì)應(yīng)地設(shè)置于容器的下端兩側(cè)，得到V。'后，再直接將光源和光電傳感器對(duì)應(yīng)地平6行移動(dòng)至容器的上端兩側(cè)后使用同樣的方法檢測(cè)得到連續(xù)的K值，再將此時(shí)得到的K和 V。'進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行判斷，得到所需控制液面的位置。本發(fā)明還提供一種用于上述液面檢測(cè)方法的液面檢測(cè)裝置，包括設(shè)置于透明容器一側(cè) 的上下兩個(gè)光源、對(duì)應(yīng)地水平設(shè)置于透明容器兩光源的另一側(cè)的兩個(gè)光電傳感器、恒定電 阻分壓電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊和預(yù)設(shè)程序的單片機(jī)，所述兩光電傳感器以并聯(lián)的方式接 入所述恒定電阻分壓電路，恒定電阻分壓電路輸出端接入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊，模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路模塊的輸出端接入預(yù)設(shè)程序的單片機(jī)中。作為本液面檢測(cè)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的兩光源和兩光電傳感器特性一致，即采用大小、屬性均完全相同的兩個(gè)光源和兩個(gè)光電傳感器；更進(jìn)一步地作為一種具體優(yōu)化選擇， 所述光源采用LED光管，所述光電傳感器采用光電管，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊采用A/D芯 片。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明中在判斷光線強(qiáng)度時(shí)，被用于比較的光線強(qiáng)度特征值V。 '為實(shí)際測(cè)定值而不是理論計(jì)算值，故當(dāng)遇到待測(cè)液面含有氣泡等干擾因素時(shí)，V。'與V, 的值中均含有因氣泡等原因引起的誤差量，此誤差量由于引起原因相同而基本相同，故兩 者相比較時(shí)即可使其誤差量相互抵消，這樣就使得當(dāng)檢測(cè)到Vi等于V。'時(shí)，其實(shí)際液面高 度恰好等于想要控制的液面高度，從而使得檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，檢測(cè)精度高。故本技術(shù)方案具有抗干擾性好、檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明檢測(cè)方法的實(shí)施例的流程框圖； 圖2為本發(fā)明檢測(cè)裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述液面檢測(cè)方法的實(shí)施例 一種液面檢測(cè)方法，包括以下步驟a、使用設(shè)置于透明容器一側(cè)的光電傳感器I來(lái)檢測(cè)在液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器I所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器I相對(duì)的透明容器另一側(cè)的光源I發(fā)出并透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)I，并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)I;具體地，本實(shí)施例中的光源I采用LED光管，光電傳感器I采用光電管，兩者水平設(shè)置且兩者連線經(jīng)過(guò)容 器的軸心。b、 再使用一恒定阻值電阻將上述連續(xù)的電流信號(hào)I分壓，得到連續(xù)的分壓信號(hào)I。c、 使用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊提取上述分壓信號(hào)I并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)I， 再將該數(shù)字信號(hào)I發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理；具體地說(shuō)，此處的模數(shù)轉(zhuǎn)化電路模塊采用A/D 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。d、 使用單片機(jī)來(lái)檢測(cè)上述數(shù)字信號(hào)I的值并記為V。，并得到V。的最小值，將該最小 值作為液體的特征值記為V。'；此過(guò)程可靠單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)的計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)完成。在單片 機(jī)得到V。'后關(guān)閉光電傳感器I并繼續(xù)以下步驟。e、 打開設(shè)置于透明容器一側(cè)光電傳感器I的上方預(yù)定高度的光電傳感器II來(lái)檢測(cè)在 液面繼續(xù)上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器II所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器II相對(duì)的透 明容器的另一側(cè)的光源II發(fā)出并透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化 為連續(xù)的電流信號(hào)II;具體地，本實(shí)施例中的光源II采用與光源I特性一致的LED光管， 且光電傳感器II也采用與光電傳感器I特性一致的光電管，光源II和光電傳感器II 二 者同樣是水平設(shè)置且兩者連線經(jīng)過(guò)容器的軸心。f、 再使用步驟b中的恒定阻值電阻將上述連續(xù)的電流信號(hào)II分壓，得到連續(xù)的分壓 信號(hào)II;具體地說(shuō)，是將步驟e中的光電傳感器II所在電路接入步驟b中的恒定阻值電 阻分壓電路中，將電流信號(hào)II分壓得到連續(xù)的分壓信號(hào)II。g、 使用步驟c中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊提取上述分壓信號(hào)II并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的 數(shù)字信號(hào)II，再將該數(shù)字信號(hào)II發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理。h、 使用步驟d中的單片機(jī)來(lái)檢測(cè)上述數(shù)字信號(hào)n的值并記為v"、為變化的待比較值，使用單片機(jī)比較v,和v。'，當(dāng)兩者之間差值為最小時(shí)液體液面位置即為所需要的液面位置，此時(shí)單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)停止往液體容器吸入液體，從而控制了液體液面在所需的 準(zhǔn)確位置上，并且從控制過(guò)程中可看出此位置高度與光電傳感器II所在位置的高度相關(guān)， 可通過(guò)改變光電傳感器II所在位置的預(yù)定高度來(lái)控制液體液面定位在所需要的高度。其中比較K和V。'差值的過(guò)程由單片機(jī)中預(yù)先裝入的算法程序自動(dòng)執(zhí)行。如圖l所示，對(duì)應(yīng)地將兩組特性相同的LED光源和光電管設(shè)置于待檢測(cè)液體容器的兩 側(cè)，將兩組光電管以并聯(lián)的方式接入一恒定阻值電阻分壓電路中，再在其后接入A/D芯片 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，最后接入單片機(jī)，單片機(jī)還可與反饋控制電路相連。當(dāng)液面上升經(jīng)過(guò)下方的光電管時(shí)，光電管檢測(cè)LED光源發(fā)出的光線光強(qiáng)并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)，該電流 信號(hào)進(jìn)入恒定阻值電阻分壓電路后，得到一連續(xù)的分壓信號(hào)，該分壓信號(hào)進(jìn)入A/D芯片模 數(shù)轉(zhuǎn)化電路后，經(jīng)轉(zhuǎn)化得到一連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)并送入單片機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)自身預(yù)設(shè) 的程序提取該連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)中的最小值并記為V。'。然后關(guān)閉下方的光電管并打開 上方的光電管，液面繼續(xù)上升，當(dāng)液面上升經(jīng)過(guò)上方的光電管時(shí)，上方的光電管檢測(cè)到LED 光源發(fā)出的光線光強(qiáng)并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)，再將其送入同樣的分壓電路、模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路并最終得到連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)V,，再送入單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)靠預(yù)設(shè)的程序 將此連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)V,與V。'進(jìn)行比較，當(dāng)兩者的差值為預(yù)設(shè)的最小值時(shí)，(此最小 值為預(yù)設(shè)程序中的預(yù)設(shè)值，理論上應(yīng)該為零，但由于誤差的存在，故此值設(shè)置為略大于零， 是經(jīng)驗(yàn)值，但實(shí)際設(shè)置時(shí)會(huì)考慮所需控制的液面位置精度、液體注入速度、液面上升速度、 液體粘度等方面。)此時(shí)對(duì)應(yīng)的液面位置即為所需的液面位置，此時(shí)，單片機(jī)可通過(guò)反饋 控制電路，控制液體的注入，從而得到所需的液面位置。(本發(fā)明保護(hù)的內(nèi)容僅涉及液面 檢測(cè)部分的方法和裝置，其后繼的控制部分不屬于本發(fā)明所保護(hù)的內(nèi)容。)液面檢測(cè)裝置的實(shí)施例如圖2所示， 一種用于上述液面檢測(cè)方法的液面檢測(cè)裝置， 包括設(shè)置于透明容器1 一側(cè)的上下兩個(gè)特性一致的LED光源2、 3、對(duì)應(yīng)地水平設(shè)置于透明 容器1兩光源的另一側(cè)的兩個(gè)特性一致的光電管4、 5、恒定電阻分壓電路6、 A/D芯片模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊7和預(yù)設(shè)程序的單片機(jī)8，所述兩光電管4、 5以并聯(lián)的方式接入所述恒定 電阻分壓電路6，恒定電阻分壓電路6輸出端接入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊7，模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路模塊7的輸出端接入預(yù)設(shè)程序的單片機(jī)8中。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅限于此實(shí)施例，其還可以在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)做出 種種等同變形，例如檢測(cè)方法中的上下兩組光電管還可以是采用各自與一組恒定電阻分壓 電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊相連轉(zhuǎn)換后再接入單片機(jī)；或者只需要一組光源和光電管采用上 下移動(dòng)的方式讓上升的液面兩次經(jīng)過(guò)光電管從而分別得到Vi與V。'的方式進(jìn)行檢測(cè)；再例 如，還可以是不需要釆用模數(shù)轉(zhuǎn)化電路模塊，而改為采用一個(gè)自身還包含有模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊 功能的單片機(jī)，或者不采用光電管，改為采用光敏二極管、光敏三極管、硅光電池等等， 上述這些等同變化，都應(yīng)該看做屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。同時(shí)，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)是 比較兩次檢測(cè)過(guò)程中的光線光強(qiáng)信號(hào)的大小來(lái)進(jìn)行判斷，但由于目前測(cè)試手段有限，故將 其轉(zhuǎn)化為其他電壓、電流信號(hào)后進(jìn)行比較，今后如隨著技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了在本技術(shù)方案基 礎(chǔ)上可不作轉(zhuǎn)換而直接比較光線光強(qiáng)信號(hào)的方法，其也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種液面檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟1)使用設(shè)置于透明容器一側(cè)的光電傳感器I來(lái)檢測(cè)在液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器I所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器I相對(duì)的透明容器的另一側(cè)的光源I發(fā)出并透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)I，并檢測(cè)出其最小值。2)使用設(shè)置于透明容器一側(cè)光電傳感器I的上方預(yù)定高度的光電傳感器II來(lái)檢測(cè)在液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器II所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器II相對(duì)的透明容器的另一側(cè)的光源II發(fā)出并透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)II，將此值與步驟1)中的最小值進(jìn)行比較，當(dāng)兩者之間差值為最小時(shí)的液體液面位置即為所需要的液面位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的液面檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟1中包括以下步驟a、 使用設(shè)置于透明容器一側(cè)的光電傳感器I來(lái)檢測(cè)在液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器I 所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器I相對(duì)的透明容器的另一側(cè)的光源I發(fā)出并透過(guò) 容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)I，并將其轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電流信號(hào)I;b、 將上述連續(xù)的電流信號(hào)I轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)I，再將該數(shù)字信號(hào)I發(fā)送至 單片機(jī)進(jìn)行處理；c、 使用單片機(jī)來(lái)檢測(cè)上述數(shù)字信號(hào)I的值并記為V。，并得到V。的最小值，將該最小 值作為液體的特征值記為V。'；所述步驟2)中包括以下步驟d、 使用設(shè)置于透明容器一側(cè)光電傳感器I的上方預(yù)定高度的光電傳感器II來(lái)檢測(cè)在 液面上升并經(jīng)過(guò)光電傳感器II所在位置的過(guò)程中，設(shè)置于與光電傳感器II相對(duì)的透明容 器的另一側(cè)的光源II發(fā)出并透過(guò)容器以及容器和液體的光線光強(qiáng)信號(hào)II，并將其轉(zhuǎn)化為 連續(xù)的電流信號(hào)II;e、 將上述連續(xù)的電流信號(hào)II轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)II，再將該數(shù)字信號(hào)II發(fā) 送至單片機(jī)進(jìn)行處理；f、 使用單片機(jī)來(lái)檢測(cè)上述數(shù)字信號(hào)II的值并記為V,， V,為變化的待比較值，使用單 片機(jī)比較V,和V。'，當(dāng)兩者之間差值為預(yù)設(shè)的最小值時(shí)液體液面位置即為所需要的液面位置。
3、 如權(quán)利要求2所述的液面檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟b中是先使用一恒定阻 值電阻I將上述連續(xù)的電流信號(hào)I分壓，得到連續(xù)的分壓信號(hào)I，然后再使用模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路模塊I將上述分壓信號(hào)I轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)I;所述步驟e中是先使用一恒定 阻值電阻II將上述連續(xù)的電流信號(hào)II分壓，得到連續(xù)的分壓信號(hào)II,然后再使用模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路模塊II將上述分壓信號(hào)II轉(zhuǎn)化為連續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)II。
4、 如權(quán)利要求3所述的液面檢測(cè)方法，其特征在于所述光電傳感器I與光電傳感器 II特性一致，光源I與光源II特性一致，恒定阻值電阻n與恒定阻值電阻i特性一致， 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊n與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊I特性一致。
5、 如權(quán)利要求4所述的液面檢測(cè)方法，其特征在于所述恒定阻值電阻I和恒定阻值 電阻II采用同一電阻，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊I與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊II采用同一模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路模塊。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的液面檢測(cè)方法，其特征在于所述光源I與光源II采用LED 光管，且分別與光電傳感器I和光電傳感器II水平設(shè)置，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊I與模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊II采用A/D芯片。
7、 一種用于上述液面檢測(cè)方法的液面檢測(cè)裝置，其特征在于包括設(shè)置于透明容器(l) 一側(cè)的上下兩個(gè)光源(2、 3)、對(duì)應(yīng)地水平設(shè)置于透明容器(1)兩光源(2、 3)的另一側(cè) 的兩個(gè)光電傳感器(4、 5)、恒定電阻分壓電路(6)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊(7)和預(yù)設(shè)程序 的單片機(jī)(8)，所述兩光電傳感器(4、 5)以并聯(lián)的方式接入所述恒定電阻分壓電路(6)， 恒定電阻分壓電路(6)輸出端接入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊(7)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊(7) 的輸出端接入單片機(jī)(8)中。
8、 如權(quán)利要求7所述的液面檢測(cè)裝置，其特征在于所述的兩光源(2、 3)和兩光電 傳感器(4、 5)特性一致。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的液面檢測(cè)裝置，其特征在于所述光源(2、 3)為L(zhǎng)ED光 管，所述光電傳感器(4、 5)為光電管，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊為A/D芯片(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用光電傳感器進(jìn)行液面檢測(cè)的方法及其裝置，其采用在透明容器一側(cè)上下按照預(yù)設(shè)距離分別設(shè)置一個(gè)光電傳感器來(lái)接收液面經(jīng)過(guò)其位置時(shí)容器另一側(cè)的光源發(fā)出的光強(qiáng)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并最終轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)再送至單片機(jī)，單片機(jī)先測(cè)出下端光電傳感器送至的數(shù)字信號(hào)的最小值，再將上端光電傳感器送至的數(shù)字信號(hào)與其對(duì)比，當(dāng)兩者差值最小時(shí)，即確定此時(shí)的液面位置為所需要控制的液面位置；本發(fā)明中由于比較值與被比較值均含有相同的測(cè)量誤差，使得比較時(shí)誤差相互抵消，從而使得本技術(shù)方案具有抗干擾性好、檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/284GK101504303SQ20091010332
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者朱冰蓮, 林芳?xì)J, 銘 段, 田學(xué)隆 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)