專利名稱：一種激光料位測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感式電子測量器，是一種激光料位測量裝置。
目前常見的固、液物料料位測量裝置多采用超聲探測，或射頻、微波等方式，也有選用以光電轉(zhuǎn)換器件為主的測量器械，但這些傳統(tǒng)的測量裝置都不同程度地存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要元器件價(jià)格昂貴和測量精度不高，測量范圍較窄等不足。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光料位測量裝置，該裝置由裝配在固定板上的激光發(fā)射器，激光接收器和CCD光電轉(zhuǎn)換器以及多路選通開關(guān)、工控PC機(jī)防塵罩等構(gòu)件組成，將該裝置安裝在儲料罐頂部的內(nèi)壁上。靠發(fā)射和接收激光光波，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并經(jīng)計(jì)算機(jī)完成相應(yīng)處理后顯示料位。以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足。
本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)是一種激光料位測量裝置由固定板(1)和裝配在板面上的激光發(fā)射器(2)、激光接收器(3)、光電轉(zhuǎn)換器(4)、選通開關(guān)器(5)和附設(shè)構(gòu)件組配而成，其特征在于激光發(fā)射器相對激光接收器和光電轉(zhuǎn)換器在板上安裝，彼此的中軸線間隔一定距離D，并相交一定的角度α，激光接收器和光電轉(zhuǎn)換器裝接為一整體，在激光發(fā)射器和激光接收及光電轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置選通開關(guān)器和激光器、光電轉(zhuǎn)換器的電源(6)，在固定板上還安裝有防塵罩(7)、(8)，兩個防塵罩分別與激光發(fā)射器和激光接收器同軸，緊固螺栓(9)穿過激光光電轉(zhuǎn)換器底板上的條孔(10)與固定板板面聯(lián)接。
固定板上各構(gòu)件的裝接關(guān)系及選配分別為激光器為管狀氦氖激光器，其前端的筒狀防塵罩(7)直徑為4—8mm，長度為100—250mm，在防塵罩的底部裝配防塵玻璃(11)與其相距140—240mm處的激光接收器是由一組凹凸透鏡構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡鏡頭，具有一定的焦距，與其裝配的光電轉(zhuǎn)換器是以電荷耦合器件為主構(gòu)成的CCD轉(zhuǎn)換器，接收器前端的防塵罩是長為100—250mm，直徑為60—120mm的筒狀構(gòu)件，在其筒底裝配濾光片(12)，選通開關(guān)器是分別與有效數(shù)量CCD轉(zhuǎn)換器和相應(yīng)的工控PC機(jī)(13)相聯(lián)接的多路選通開關(guān)。
激光接收器鏡頭的焦距為8.5mm、75mm、100mm中的一種，CCD光電轉(zhuǎn)換器可以是MTV—1501CB、1802、1881、168、268中的一種，與其連通的選通開關(guān)器內(nèi)電路由光電隔離IC芯片(14)、寄存器IC芯片(15)、微動選址開關(guān)(16)和與非門IC芯片(17)、電子開關(guān)器件和多端輸出開關(guān)器件(18)順序聯(lián)接構(gòu)成，與選通開關(guān)器(5)聯(lián)接的工控微處理機(jī)可以是PC286、8088LPV中的一種。
該裝置安裝位置是固定板及其上的測量器具安裝在高為15m—60m儲料罐的上端口部位的內(nèi)壁上。
本實(shí)用新型的附圖有

圖1是料位測量裝置主要器件布置簡圖。
圖2是多路選通開關(guān)器內(nèi)電路原理圖。
附圖給出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，結(jié)合附圖進(jìn)一步說明如下該激光料位測量裝置主要用于測量儲量較大的固、液儲料罐的料位，以直徑為8米、高為20米(其中儲料部分為10米)的儲煤罐為例，本裝置的固定板長為350mm，寬為350mm，安裝于儲煤罐上端口的內(nèi)壁上，兩個防塵罩的長度均為200mm，直徑分別為6mm和100mm，氦氖激光器長約250mm，功率為2—5W，所發(fā)射紅色激光波長為0.6328μm，CCD光電轉(zhuǎn)換器選用MTV—1501型，其內(nèi)部由電荷耦合元器以線陣或面陳式排列為主構(gòu)成，與CCD光電轉(zhuǎn)換器配接的望遠(yuǎn)鏡鏡頭焦距為75mm，視角為9.6°，分辨率為400×400，防塵罩筒底濾光片是為濾除背景雜光干擾而設(shè)置的。MTV—1501通過信號線聯(lián)接選通開關(guān)器，該選通開關(guān)器可連接10個激光料位測量裝置中的CCD轉(zhuǎn)換器，其電路元件的選配及聯(lián)接關(guān)系如圖2所示，其中的輸出端三極管BG為3DK系列開關(guān)管，二極管D為蓄流二極管。其主要作用是計(jì)測計(jì)算機(jī)(8位工控PC機(jī))經(jīng)控制線發(fā)出的脈沖數(shù)，脈沖數(shù)與選通電路的選址開關(guān)K1的數(shù)量相對應(yīng)，當(dāng)七與非門4668輸出高電平時經(jīng)放大，驅(qū)動繼電器的常開開關(guān)閉合，再將信號經(jīng)數(shù)據(jù)線回輸出PC機(jī)經(jīng)設(shè)定的軟件處理運(yùn)放后即變換為相應(yīng)的料位信號，可連續(xù)反映料位變化。
進(jìn)行測量時，可根據(jù)被測量料位高度旋動螺栓(9)，靠條孔(10)調(diào)節(jié)CCD及接收鏡頭(包括其防塵罩)和激光器(包括其防塵罩)的相對位置，既可轉(zhuǎn)動CCD接收、轉(zhuǎn)換器改變與激光器兩者中軸線夾角(一般為5°—15°)，也可改變二者的相對距離(D±10—20mm)。測量80米左右高的料位變化時D約為150mm，條孔長為30mm。其主要目的是調(diào)整零點(diǎn)和量程。
本實(shí)用新型所取得的技術(shù)進(jìn)步是該測量裝置選用與激光發(fā)射器配套的CCD光電轉(zhuǎn)換器件較常規(guī)的用光電管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，其使用壽命長，元器件不易老化并且靈敏度高，再輔之以多路選通開關(guān)和計(jì)算機(jī)處理其測量誤差僅為±2％。另外由于激光發(fā)射和接收器的相對位置采用具有兩個自由度的可調(diào)方式安裝，使該類裝置可適應(yīng)0.2—1.8m和15—60m不同高度料位的測量。所設(shè)計(jì)的選通電路只用一根信號傳輸電纜，可將多達(dá)10個傳感器與計(jì)算機(jī)聯(lián)通，利用撥動開關(guān)K1配合多觸點(diǎn)開關(guān)繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成對不同料倉內(nèi)料位的測量。因此本實(shí)用新型具有主要器件易于選配組裝，成本較低(2000—3000元)和適用范圍較寬，測量穩(wěn)定性好、精度高等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種激光料位測量裝置由固定板(1)和裝配在板面上的激光發(fā)射器(2)、激光接收器(3)、光電轉(zhuǎn)換器(4)、選通開關(guān)器(5)和附設(shè)構(gòu)件組配而成，其特征在于激光發(fā)射器相對激光接收器和光電轉(zhuǎn)換器在板上安裝，彼此的中軸線間隔一定距離D，并相交一定的角度α，激光接收器和光電轉(zhuǎn)換器裝接為一整體，在激光發(fā)射器和激光接收及光電轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置選通開關(guān)器和激光器、光電轉(zhuǎn)換器的電源(6)，在固定板上還安裝有防塵罩(7)、(8)，兩個防塵罩分別與激光發(fā)射器和激光接收器同軸，緊固螺栓(9)穿過激光光電轉(zhuǎn)換器底板上的條孔(10)與固定板板面聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料位測量裝置，其特征在于激光器為管狀氦氖激光器，其前端的筒狀防塵罩(7)直徑為4—8mm，長度為100—250mm，在防塵罩的底部裝配防塵玻璃(11)與其相距140—240mm處的激光接收器是由一組凹凸透鏡構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡鏡頭，具有一定的焦距，與其裝配的光電轉(zhuǎn)換器是以電荷耦合器件為主構(gòu)成的CCD轉(zhuǎn)換器，接收器前端的防塵罩是長為100—250mm，直徑為60—120mm的筒狀構(gòu)件，在其筒底裝配濾光片(12)，選通開關(guān)器是分別與有效數(shù)量CCD轉(zhuǎn)換器和相應(yīng)的工控PC機(jī)(13)相聯(lián)接的多路選通開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的料位測量裝置，其特征在于激光接收器鏡頭的焦距為8.5mm、75mm、100mm中的一種，CCD光電轉(zhuǎn)換器可以是MTV—1501CB、1802、1881、168、268中的一種，與其連通的選通開關(guān)器內(nèi)電路由光電隔離IC芯片(14)、寄存器IC芯片(15)、微動選址開關(guān)(16)和與非門IC芯片(17)、電子開關(guān)器件和多端輸出開關(guān)器件(18)順序聯(lián)接構(gòu)成，與選通開關(guān)器(5)聯(lián)接的工控微處理機(jī)可以是PC286、8088LPV中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的料位測量裝置，其特征是固定板及其上的測量器具安裝在高為15m—60m儲料罐的上端口部位的內(nèi)壁上。
專利摘要本實(shí)用新型屬于傳感式電子測量器具，是一種激光料位測量裝置。該裝置由激光發(fā)射器、激光接收器和CCD光電轉(zhuǎn)換器以及多路選通開關(guān)和防塵罩等器件在固定板上組裝而成，與工控PC機(jī)聯(lián)通?？堪l(fā)射和接收激光光波，由CCD器件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后顯示被測料位。具有主要器件易于選配組裝，成本較低和適用范圍較寬，測量穩(wěn)定性好，精度高等特點(diǎn)。
文檔編號G01F23/22GK2223840SQ9424703
公開日1996年4月3日 申請日期1994年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月17日
發(fā)明者魏平源, 王慶波 申請人:石家莊焦化廠