红外感测的极限液位敏感装置.pdf

本发明涉及一种用红外光来感测液位是否达到极限位置的敏感装置，属于机电一体化技术系统里的传感器及其配置的技术领域。
    用电子技术、计算机技术来改造传统产业，使大规模生产的传统工业摆脱笨重、脏累的手工或半手工操作，使之生产装备实现机械化、电子化、自动化，以达到节能、节材、提高工效和产品质量的目的，这是我国八五计划的重要技术改造任务。摆在各个行业的工程技术人员面前的一项新课题就是如何把各种原来采用人工观察的常规基本装置，利用一些采用高技术制造的新器件、新装备来取而代之，从而实现生产过程的自动调节控制，使之始终处在最佳工艺条件下操作运行，实现最理想的多快好省的生产效果。

    本发明的目地是提供一种充分利用已有的高技术产品-红外感测器件，构成一套极限液位敏感采集装置，并使之成为机电一体化控制系统中的基本采集回路。

    本发明是这样实现的：在普通的玻管液位计里装有反射浮子，而在邻近玻管液位计的地方装置有滑轨，在此滑轨上的上下两处分别装有一个处于上限液位和下限液位的红外感测器件，这两个红外感测器件通过导线与电平转换电路芯片相连，该电平转换电路芯片的输出接至插在通用标准工业控制介面箱里数字信号适配模块，介面箱则与计算机相连通。

    本发明主要是用于取代常规的玻管液面计采集单元，代替操作人员的肉眼观察以及随之的调节操作，使整个观察、调整过程纳入自动化、数字化、智能化的闭环控制系统，能随时保证液面始终处于最佳生产工况，达到节能，高效的生产目的。

    本发明的硬件构成如图1所示，1是常规普通的玻管液位计，它的安装没有什么特殊要求。2是反射浮子，它放在玻管液位计内，处在液面顶部的液位面上，并随液位的升降而上下浮动。3是在邻近玻管液位计的地方设置的滑轨，红外感测器件可以沿滑轨3上下移动、调整和紧固定位。4、5是分别处在上极限、下极限的两个极限液位的红外感测器件，这种红外感测偶件是定型产品，国内现在已能生产，其产品型号为GC-313，GC-323，而且从国内电子元器件市场可以买到。它是由一个红外发光二极管和一个能根据接收到的反射回来的红外光线多少而改变其阻值的红外光敏二极管偶件组成的。6是电平转换电路芯片。通过导线与上述两红外感测偶件相连，其输出又通过电缆接至插在标准的通用工业控制介面箱7里数字开关量敏感适配模块8，由模块8把采集敏感来的液位物理量信号送至计算机9中进行处理。由此组成取代人工观察玻璃管液位的机电一体化标准采集回路。数字开关量敏感适配模块8可以选用IAC5型号的，这是美国OPT22公司的定型通用产品。

    本发明的工作原理是：当处于容器内液面顶部的反射浮子2进入其被监测位置时，红外感测器件4、5里的发光二极管发出的红外光线会经浮子2的反射而使其内的光敏二极管呈低阻状态（无反射红外光时，二极管呈高阻状态），经芯片6把来自感测器件的输入信号电平转换成逻辑信号电平（有反射时输出高电平，无反射时输出低电平）输出送至适配模块8，在介面箱7里还可以插有控制液位高低的执行器的适配模块，这样，经计算机9的汇总处理，不但可以通过红外感测器件敏感到液位高低的状态信号，并且还通过介面箱里的适配模块向执行器发出相应的控制指令，随机调整液面位置，构成一套机电一体化的闭环控制的工业过程操纵系统。这套传感装置完全可以取代人工控制锅炉、反应炉等容器里的液体位置的计量装备。而且，由于红外频率稳定性好，不会受自然光线或人工照明光线的影响，抗干扰能力强，保证敏感的数据可靠，从而保证整个过程控制系统运行安全和处于最佳工况。