專利名稱：透反射式雙色水位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是用于監(jiān)控蒸汽鍋爐或壓力容器水位的透反射式雙色水位計(jì)，屬于有小窗口可直接觀察液面的儀表。
設(shè)計(jì)人曾在申請(qǐng)?zhí)枮镃N88217816的實(shí)用新型專利申請(qǐng)中公開了一種雙色水位計(jì)的設(shè)計(jì)，對(duì)已有的雙色水位計(jì)作了改進(jìn)。它采用不等邊鈍角三角形棱鏡，減少了棱鏡的加工面，降低了水位計(jì)成本。但由于玻璃棱鏡的小銳角端變薄，不能耐受較高的壓力，限制了雙色水位計(jì)的使用。通常像截角直角三棱鏡水位計(jì)一樣，用于公稱壓力低于16Kg／Cm2的蒸汽鍋爐。
本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)雙色水位計(jì)的玻璃棱鏡結(jié)構(gòu)，使雙色水位計(jì)能用于更高壓力的鍋爐。
本實(shí)用新型仍由玻璃棱鏡、基板、側(cè)蓋板、光源、容體、觀察窗以及反光板和濾光板組成。其特征在于采用銳角三角形棱鏡，其最大銳角大于70°，將最大銳角截去角頂，形成一新的光學(xué)小平面，該小平面和反光板附近的棱鏡相鄰平面的夾角為105－125°。光源設(shè)置在小平面附近。銳角三角形棱鏡的另二個(gè)角分別為40－50°和50－60°。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例是銳角三角形棱鏡的三個(gè)角分別為84±1°，51±1°和45±1°。截去84°頂角形成的光學(xué)小平面與51°頂角的對(duì)角面的夾角為115°。
使用本實(shí)用新型，由于采用銳角三角形棱鏡，加大了小銳角棱處的棱鏡玻璃厚度，同時(shí)也能增大棱鏡與基板的接觸面，從而提高了玻璃棱鏡能耐受的壓力，因此，適用于壓力較高(例如公稱壓力40Kg／Cm2)的鍋爐或壓力容器上。本實(shí)用新型仍然具有觀察角大(±17°)，顯示清晰的特點(diǎn)，能在遠(yuǎn)距離(60m)監(jiān)控水位。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的實(shí)施例，實(shí)施例中的棱鏡是最佳實(shí)施例的銳角三角形棱鏡，即其三個(gè)頂角分別為84±1°，51±1°和45±1°，截去84°頂角形成的光學(xué)小平面與51°頂角對(duì)角面的夾角為115°。
圖1與圖2為水位計(jì)結(jié)構(gòu)圖。它們還分別表示出水位計(jì)的容體內(nèi)充滿氣(汽)及水時(shí)的光路。
圖1中，玻璃棱鏡1安置在基板2的內(nèi)側(cè)。棱鏡的51°角對(duì)角面上設(shè)置一濾光板3，通常是紅色濾光板。光源4置于棱鏡截角所得的小平面附近，光源的絕緣燈座5固定在側(cè)蓋板6上。置于側(cè)蓋板6上的反光板7將光反射經(jīng)濾光板3進(jìn)入棱鏡。棱鏡的45°角對(duì)角面上設(shè)置觀察窗8，窗口寬約10mm。棱鏡51°和45°角的對(duì)角面與基板內(nèi)側(cè)接觸處有壓墊9。容體壁10與基板用螺栓11固定，容體壁10的內(nèi)側(cè)平面與84°角(已截去)的對(duì)角面通過(guò)密封墊12壓緊，實(shí)現(xiàn)接觸面之間的密封。中間形成容納水或氣(汽)的容體。容體壁內(nèi)側(cè)表面涂有顏色(通常為綠色)涂料13，起漫反射的反光面作用。
接通電源后，當(dāng)容體內(nèi)充滿氣(或汽)時(shí)(見圖1)，光源4發(fā)出的光經(jīng)反光板7，通過(guò)紅色濾光板3進(jìn)入棱鏡，由于棱鏡與氣(汽)折射率的差別，被容體與棱鏡界面全反射至觀察窗，而此時(shí)，直接通過(guò)小平面進(jìn)入棱鏡的光很少透過(guò)觀察窗，因此，通過(guò)觀察窗可清楚地觀察到紅色。當(dāng)容體內(nèi)充滿水時(shí)，由于水與玻璃的折射率差別小，大部份光將在棱鏡與水的界面透射而經(jīng)容體內(nèi)側(cè)表面的綠色涂料13漫反射至觀察窗，從而在觀察窗內(nèi)可看到綠色。如果容體內(nèi)有氣(汽)與水二種狀態(tài)時(shí)，從觀察窗孔可看到紅、綠二色，二種顏色的界面就顯示出水位線。
權(quán)利要求1.一種監(jiān)控水位的透反射式雙色水位計(jì)，屬于直接觀察液面的儀表，它由玻璃棱鏡、基板、側(cè)蓋板、光源、容體、觀察窗以及反光板和濾光板組成，本實(shí)用新型的特征在于采用最大銳角大于70°的銳角三角形棱鏡，將最大銳角截去角頂，形成新的光學(xué)小平面，該小平面與反光板附近的棱鏡相鄰平面的夾角為105-125°，銳角三角形棱鏡的另二個(gè)角分別是40-50°和50-60°。
2.按權(quán)利要求1所述的水位計(jì)，其特征在于銳角三角形棱鏡的三個(gè)角分別為84±1°，51±1°和45±1°，截去84°頂角形成的光學(xué)小平面與51°頂角的對(duì)角面間的夾角為115°。
專利摘要一種用于監(jiān)控水位的雙色水位計(jì)，屬于直接觀察液面的儀表。它由玻璃棱鏡、基板。側(cè)蓋板、光源、容體、觀察窗、反光板和濾光板組成。其特征在于采用最大銳角大于70°的銳角三角形棱鏡，截去最大銳角角頂形成一小平面，該小平面與反光板附近的棱鏡相鄰面的夾角為105-125°。這種結(jié)構(gòu)加大了銳角棱處的玻璃厚度，同時(shí)也能增大棱鏡與基板的接觸面，提高了玻璃棱鏡能耐受的壓力，可用于壓力較高的鍋爐或壓力容器上遠(yuǎn)距離、清晰地顯示水位。
文檔編號(hào)G01F23/02GK2055930SQ8920659
公開日1990年4月11日 申請(qǐng)日期1989年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月4日
發(fā)明者蘇千武, 楊毅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所