一种光电式化学泥浆界面测量装置

1.一种光电式化学泥浆界面测量装置，其特征是：所述的测量装置包括光电传感器、传动机构、控制电路及显示单元，光电传感器分别与传动机构、控制电路及显示单元相连接；传动机构带动光电传感器上下升降；传动机构安装在被测容器的顶部，传感器置于被测容器内；
所述光电传感器包括LED光电管、光敏三级管、传感器支架和浮子，LED光电管和光敏三级管安装在密封的传感器座内，然后分别与传感器支架连接，传感器座上安装有导轨，浮子可在导轨上上下移动；光电管发出的光线通过玻璃窗发射至安装在其对面的由光敏三级管构成的光电检测器接收窗口；
所述传动机构的微型电机、转轮、编码盘依次连接，再与机架连接；编码盘与控制电路及显示单元连接；
所述的浮子底部设有进水孔，当传感器到达上清液面时，受浮力作用，浮子上升挡住LED光电管；传感器继续下降时，液体通过浮子上的孔进入浮子使其下落不再能挡住光源。
2.根据权利要求1所述的界面测量装置，其特征是，所述的浮子为一方型有机玻璃盒。
3.根据权利要求1所述的界面测量装置，其特征是，所述的界面测量装置还设置有控制箱，控制箱面板上设置有启停按钮、液位显示单元，控制箱内设置有电源、控制电路。

一种光电式化学泥浆界面测量装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于分层化学界面测量技术领域，具体涉及一种光电式化学泥浆界面测量装置，是用于沉降罐化学泥浆界面高度在线测量。\n背景技术\n[0002] 据了解，现有的分层化学界面测量技术中光学式泥位和分层界面测量装置大多采用红外光的光束脉动或超声波进行测量。如作者为王朝阳、马殿旗2006年在中国科技杂志《自动化》发表的名称为《自动跟踪式超声波污泥界面计的研究》的文章就是采用超声波进行测量。\n[0003] 采用超声波测量密封罐内的泥水界面，在对两种物理特性相近的介质进行检测时存在误动作的问题。中国专利文献(文献号为CN03245920.3)报道了名称为《泥浆沉降槽界面高度在线检测》实用新型专利技术，该装置由气源分配器、恒流控制器及取压器三部分组成，采用了喷气技术，在界面位置出现压力变化进行测量。该装置涉及到对存贮罐的改造，同时还要配气源。\n[0004] 光学式泥位和分层界面测量装置仅对凝絮界面进行测量，在对上清液界面测量时也会产生误动作。超声波污泥界面计在对界面进行测量时，不但要保证超声波探头伸入上清液内，而且对两种物理特性相近的介质进行检测时存在误动作的问题。\n发明内容\n[0005] 本发明要解决的问题是提供一种光电式化学泥浆界面测量装置。\n[0006] 本发明的光电式化学泥浆界面测量装置，包括光电传感器、传动机构、控制电路及显示单元，光电传感器分别与传动机构、控制电路及显示单元相连接；传动机构带动光电传感器上下升降；传动装置安装在被测容器的顶部，传感器置于被测容器内；\n[0007] 所述光电传感器包括LED光电管、光敏三级管、传感器支架和浮子，LED光电管和光敏三级管安装在密封的传感器座内，然后分别与传感器支架连接，传感器座上安装有导轨，浮子可在导轨上上下移动；LED光电管发出的光线通过玻璃窗发射至安装在其对面的由光敏三级管构成的光电检测器接收窗口；\n[0008] 所述传动机构的微型电机、转轮、编码盘依次连接，再与机架连接；编码盘与控制电路及显示单元连接。\n[0009] 所述的浮子底部设有进水孔，当传感器到达上清液面时，受浮力作用，浮子上升挡住LED光电管；传感器继续下降时，液体通过浮子上的孔进入浮子使其下落不再能挡住光源。\n[0010] 所述的浮子为一方型有机玻璃盒。\n[0011] 所述的界面测量装置还设置有控制箱，控制箱面板上设置有启停按钮、液位显示单元，控制箱内部安装有电源和控制电路。\n[0012] 本发明的光电式化学泥浆界面测量装置工作时，通过传动装置将传感器放入被测容器内，测量完成后通过传动装置将传感器提升至被测容器顶部。本发明的装置结构简单，可靠性高，测量精度高，能够同时对被测容器内上清液高度、上清液与凝絮之间界面高度进行测量。\n附图说明\n[0013] 图1为本发明中的传感器及传动装置结构示意图\n[0014] 图2为本发明中的传感器输出控制电路原理图\n[0015] 图3为本发明中的传动装置控制电路原理图\n具体实施方式\n[0016] 如图1所示，本发明的光电式化学泥浆界面测量装置，能同时对被测容器内的空气—上清液界面、上清液—沉降物界面进行检测。本发明的光电式化学泥浆界面测量装置包括光电传感器、传动机构、控制电路及显示单元。\n[0017] 所述的测量装置的光电传感器通过信号线与卷线绞轮及传动机构相连接，光电传感器工作电源及传动机构控制信号的传递通过信号线及一个航空插头与传感器电源、控制电路及显示单元相连接。电源、控制电路和显示单元安装在控制箱内，电源为12V。\n[0018] 所述光电传感器由LED光电管和光敏三级管、浮子构成，光电管和光敏三级管安装在密封的传感器座内，传感器座上安装有导轨，浮子可在导轨上上下移动。光电管发出的光线通过玻璃窗发射至安装在其对面的由光敏三级管构成的光电检测器接收窗口。\n[0019] 所述的浮子装置为一方型有机玻璃盒，在其底部有4个进水孔。\n[0020] 所述的传动机构由卷线绞轮、微型电机、编码盘和机架构成，可带动传感器上下升降。编码盘可将位移信号输出至显示单元。\n[0021] 所述的界面测量装置还设置有控制箱，所述的控制箱其面板上安装有启停按钮、液位显示单元，内部安装有电源和控制线路板。\n[0022] 显示单元包括直流电源电路、控制电路、电控箱及操作显示面板，传感器通过一个航空插头与控制电路电路及12V电源相连接。\n[0023] 如图2、图3所示，光电传感器电路由电源光电转换放大及控制、声光报警等电路组成。\n[0024] 其中电源由变压器，整流硅桥、稳压滤波部分构成。变压器输出电压为AC15V。经硅桥整流，交流电变成脉冲直流电，再经电容滤波，通过集成稳压器(7812)输出稳定DC12V电压供整个控制系统使用。\n[0025] 光源部分由高亮度发光二极管和降压电阻R1支路组成。改变电阻R1的大小可使发光二极管获得稳定电压，确保发光强度恒定。\n[0026] 光电转换开关由光电三极管D2，电阻电位器RP组成，当D2上有光或无光照时，从RP抽头上取出的电压信号将发生高、低变化。\n[0027] 放大及开关电路由光敏三极管和集成开关组成。从RP抽头上取出的信号电压经光敏三极管放大。当该电压大于设定值时，集成开关导通，继电器J得电吸合并带动执行元件工作。当电压小于设定值时，集成开关断开，J失电，控制电路断开。\n[0028] 由于上清液对光的折射(吸收)产生的电信号变化与空气非常接近，如不采取一定的措施，必将影响仪表测量的可靠性。为此，为传感器设计增加了一套浮子装置。\n[0029] 在测量时，启动传动装置，使传感器下降，当传感器到达上清液面时，受浮力作用，浮子上升挡住光源，使传感器信号电压小于设定值，集成开关断开，传动装置停止工作，同时编码器将位移装换成高度信号显示出上清液的高度。再次启动传动装置，传感器继续下降，这时液体通过浮子上的孔进入浮子使其下落不再能挡住光源。传感器下降到达泥浆界面时，该介质对光的吸收产生的信号电压变化小于设定值，集成开关断开，传动装置停止工作，同时编码器将位移装换成高度信号显示出上泥浆界面的高度。