光电式液位传感器的安装

合集下载

水位传感器种类、工作原理介绍

水位传感器是一种可以检测水位的传感器，主要应用于医疗、食品、化工行业中，进行水位控制、水位的检测。先介绍水位传感器的分类。

水位传感器的种类：

水位传感器种类很多，包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器，浮球式水位传感器，磁性水位传感器，投入式水位传感器，电动内浮球水位传感器，电动浮筒水位传感器，电容式水位传感器，磁致伸缩水位传感器，伺服水位传感器等，超声波水位传感器，雷达水位传感器等。

（图片源自网络）

（图片来源于网络）

上图是一个水位传感器种类的大概情况，由此图我们可以看出水位传感器种类较多，主要可以分为接触式和非接触式两种。

浮筒式水位传感器：浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒，水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的，它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。

浮球式水位传感器：浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号，并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式，有着检测水位不精确的缺点，浮子易卡死。

（图片源自网络）

静压式水位传感器：

该变送器利用液体静压力的测量原理工作，它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。

检测液位的传感器有哪些

市面上的水位传感器一般分为：浮子传感器、光电式液位传感器、电容式液位传感器、超声波液位传感器等等……大致主要就是这几种为主。这几种都有其各自的特点，根据其特点来选购合适自己的液位边传感器。

光电式液位传感器，光电原理，头部光滑，不易藏垢，且安装方向多样，精度高、可靠性高，无机械性运作，同时亦可实现非接触式检测（只需换成分离式光电液位传感器）

光电液位传感器的内部的所有元器件进行了树脂浇封处理，传感器内部没有任何机械活动部件，因此传感器可靠性高、寿命长。

而浮球液位传感器，机械性运作，因其原理性，容易藏垢，且不易清洗，容易出现卡死现象，出现误判。浮球开关虽价格便宜，但可靠性低，维护麻烦。

电容式液位传感器，是非接触检测，无需开孔，只需紧贴容器外壁，对水箱材质以及水箱厚度有要求，对环境要求比较高，精度会比光电式液位传感器低，但安装简易。

光电液位传感器原理图

光电液位传感器是一种利用光电效应来检测液位高低的传感器。它主要由光源、发射接收光电元件、反射面以及处理电路等组成。

在工作时，光源发出的光线通过发射接收光电元件发射到反射面上，然后被反射回来。当液位升高时，液位会挡住一部分光线，使得被接收到的光强减小。接收到的光强经过处理电路处理后转换为电信号，进而得到液位的信息。

光电液位传感器通过不同的电信号来表示液位的高低，通常可以分为两种类型。一种是开关型传感器，当液位低于某一阈值时，输出一个特定的电平信号表示低液位；当液位高于该阈值时，输出另一个特定的电平信号表示高液位。另一种是模拟型传感器，通过输出一个连续变化的电信号来表示液位的变化情况。

光电液位传感器具有灵敏度高、稳定性好、不易受液体性质影响等优点。它广泛应用于液位检测、液位控制以及工业自动化等领域。

光电液位传感器如何检测液位

光电液位传感器是一种基于光电原理的液位检测设备，主要用于测量液体的液位高度。它通过发射和接收光信号来判断液体的存在与否，从而实现液位的准确检测。

光电液位传感器的工作原理可以简单概括为发射光信号、接收光信号和判断液位三个步骤。

发射光信号：光电液位传感器内部装有发光二极管（LED），它会发射出特定波长的光信号。这些光信号经过透明的传感器外壳，照射到液体表面。

接收光信号：光电液位传感器内部还装有光敏二极管（Photodiode），它会接收到被液

体表面反射回来的光信号。当液体存在时，光信号会被液体吸收或反射，而当液体不存在时，光信号会直接照射到光敏二极管上。

判断液位：光电液位传感器通过对接收到的光信号进行电信号转换和处理，判断液体的存在与否，从而确定液位的高低。当液体存在时，光信号被吸收或反射，光敏二极管接收到的光信号强度较低；而当液体不存在时，光信号直接照射到光敏二极管上，光信号强度较高。根据光信号的强弱，可以确定液位的高低。

光电液位传感器具有灵敏度高、反应速度快、精度高等优点，广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：

由于光电液位传感器体积小特点，被广泛应用于一体式加湿器、净水器、热水器、咖啡机、洗碗机、电蒸锅、冷气扇、家电宠物饮水机、水泵、鱼缸、智能机器人、工业设备、超声波雾化器、等需要检测液体的电器设备。

水族箱：光电液位传感器可用于水族箱中，监测水位的高低。当水位过低时，可及时补充水分，保持水族箱的生态平衡。

光电液位传感器通过发射和接收光信号的方式，实现对液体液位的准确检测。它在工业自动化、污水处理、水族箱和液体储罐等领域发挥着重要作用。通过了解光电液位传感器的工作原理和应用领域，我们可以更好地利用它的优势，实现液位的精确控制和管理。

传感器应用实例项目8 制作光电液位检测仪

职业教育物联网应用技术专业改革创新教材
传感器应用实例
项目8 制作光电液位检测仪
项目8
项目目标：
制作光电液位检测仪
1）了解常用光电开关及特点。 2）能根据任务要求进行液位检测方案的设计。
3）会按照方案进液位检测仪的制作和调试。
4）能对项目实施进行评价。
8.1 项目描述
本项目要求设计一款简单实用的光电液位检测仪，能够检测液体
8．2．1 整体方案设计
图8-2 液位检测仪系统框图
8．2．2 电路设计及工作原理分析
图8-3红外发射电路
图8-4 红外接收电路
图8-5 单片机LED显示电路
红外接收电路输出端接单片机P3.2口，当按下测量按钮时，相当于给了系统一个外部中断,启动单片机内部定时器，与此同时将控制红外脉冲发射端发出红外脉冲。红外脉冲遇到液面就会反射回来，接收装置受到脉冲后，输出低电位，这个负脉冲就会启动另外一个外部中断，内部定时器就会停止计时。根据定时器的计时长短来换算成距离，再经过进一步的计算运算出液位的高低。将运算出的结果通过LED显示数码管显示出来.
2．填空题（1）红外接收管HS0038共有个引脚，其中号引脚用于信号输出，号引脚接地。（2）常见的光电元件有光电元件和光电元件两大类。（3）光敏电阻又称，是一种均质光电元件。（4）随着光照强度的增强，光敏电阻的阻值，光电流随之。（5）光敏晶体管包括、、。（6）光敏二极管在电路中通常处于偏置状态，当没有光照射时，其反向电阻，反向电流。

光电式液位传感器常见问题解答

1.光电式液位检测精度可以达到多少

例如能点的光电式液位传感器液位精度可以控制在±0.5mm，这一正负公差是什么概念呢？等同于自动铅笔笔芯的尺寸0.5mm。

2.光电式液位传感器适用于任何方位安装吗？

光电式液位传感器可以多方位安装，比如上置、下置、侧置以及斜向安装都可以。但是安装光电式液位传感器通常需要给水箱开孔以便于安装。光电式液位传感器因为其可以多方位安装，所以不规则水箱也不受限制。

3.光电式液位传感器工作温度可以达到多少

光电式液位传感器一般检测的工作温度可以达到高温、低温液体，−20——+80°C的液体是可以检测的，根据不同的厂家，所能承受的温度范围也就不一样

光电式液位传感器防水等级可以达到多少？

防水等级IP64——IP68”

光电式液位传感器可以检测哪些介质？

光电式液位传感器可以用于检测各类液体，污水、净水、柴油、汽油、机油以及其他液体。如洗发水、营养液、咖啡、啤酒、饮料、助焊剂、清洁液等

光电式水位传感器有什么功能？

1、当检测到水位上升（或下降）到一定位置时，给出信号提醒、报警（如缺水保护、防止水漫溢出）

2、当检测到容器内无水时，给出信号，配合设备控制系统实现自动加水功能。

外部因素干扰光电式液位传感器可以采用什么方法避免解决？

液体有腐蚀性的问题可以采用更换其他材质如PSU材质解决；

水珠挂壁可以采用技术处理解决；液面波动可以在调整程序解决；外部红外线干扰，可以采用遮光罩或者更改安装方式的方法避免。

3.使用光电式液位传感器会比浮球式液位传感器更能节约成本吗？两者之间主要有价格、安装、稳定性、精测精度、精测环境上的区别。浮球式安装工艺复杂，精测精度低，稳定性差，浮球易卡死，检测环境上有所限制。光电式检测精度高、可应用环境广，还可以多方位安装，且安装工艺简单，稳定性强，但是价格比浮球式液位传感器贵。

光电液位传感器怎么安装和使用

选择合适的安装位置，根据需要检测液位的位置，选择一个合适的位置来安装光电液位传感器，使用适当的紧固件（例如螺丝和螺母）将传感器固定在选定的位置。

将传感器的输出线连接到需要接收信号的设备上。确保连接正确，并且线缆不会受到过大的拉力或压力。

将光电液位传感器安装在需要检测液位的位置后，它就可以自动检测该位置是否有水。当液体接触到传感器的感应部分时，传感器会输出信号，表明该位置有水。

光电液位传感器可以朝上、朝下或斜置安装。根据实际应用选择合适的角度安装方向。光电液位传感器的安装和使用相对简单，只需要按照说明步骤进行即可。在安装和使用过程中，注意保护传感器，避免接触液体和过大的压力或拉力，以保证其良好的工作状态和长寿命。

液位开关原理和使用方法

一、常见液位开关原理

1 浮球液位开关浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号。

2音叉液位开关

音叉液位开关的工作原理是通过安装在基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号，达到液位报警或控制的目的。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。

3电容式液位开关

电容式液位开关的测量原理是：固体物料的物位高低变化导致探头被覆盖区域大小发生变化，从而导致电容值发生变化。探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大，开关状态发生变化。

4外测液位开关

外测液位开关是一种利用“变频超声波技术”实现的非接触式液位

开关，广泛使用于各种液体的液体检测。其测量探头安装在容器外壁上，属于一种从罐外检测液位的完全非接触检测仪表。仪表测量探头发射超声波，并检测其在容器壁中的余振信号，当液体漫过探头时，此余振信号的幅值会变小，这个改变被仪表检测到后输出一个开关信号，达到液位报警的目的。

5射频导纳液位开关

射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路。射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。

Honeywell 液位传感器说明书

液位传感器

特点：

●准确的液位测量●高等级密封

●小巧和可靠

●快速反应●运用多种液体

●不同外型和安装形式●客户可定制

●容易安装

●经济

描述：

霍尼韦尔液位传感器系列给设计工程师提供了通用而且可靠的液位测量产品，他们可以使用在极其化学性和极端温度的环境下。LL 系列为TTL兼容。LRN提供了大电流切换的能力。

概述：

霍尼韦尔LL 系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位测量。1个LED 和1个的光电接收器被放入塑料的半圆球内，根据光的内部反射原理，当无液体时，绝大多数LED 光都会被光电接收器接收到，当液位覆盖球表面时，圆球顶与液体截面的折射系数发生变化，光电接收器接收到LED 光将会减少，因此输出将会发生变化，开/关输出信号能直接与PLC 相连。

传感元件被密封在聚砜铸模圆球内，外壳为聚砜，镀镍黄铜或不锈钢，能用于测量多种液体。传感器能承受362psi 的压力及85˚C 的使用温度（高温型为

125˚C ）

，聚砜（polysulfone ）铸模圆环是一种理想的热塑材料，能抵抗诸如-酸液、碱液、盐液、洗洁精和碳氢油的侵袭。

典型运用：

●

储存罐-高、低液位报警、储存罐满或空● 冷却液位传感● 压缩机

● 机械加工-有无润滑和切削油检测

● 汽车、重型机械、铁路设备的油箱液位检测

选型举例：

型号普通型LL101000LL102000LL103000LL104000LL105000LL20500-1LL20500-1

LL305002-1LL305012-1高温型LL101101LL102101LL103101LL10401LL105100LL205102-1LL205112-1

几种液位(水位)控制的方法和使用注意事项

液位控制/水位控制的核心在于液位传感器，它决定了液位控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。液位控制显示仪表做得好坏，可以起到景上添花的作用，可以增加很多功能，但并不是决定液位控制系统寿命的核心。目前大部分液位传感器在清水中使用寿命最长。一般一年多，好一点的两年，一般不超过三年，差的仅几个月。在热水中绝大部分液位传感器不能使用，在污水中液位传感器的使用寿命会大打折扣。所以，现有的液位自动控制系统使用寿命一般就是一两年，这和现代微电子技术的发展形成鲜明对比。现代微电子技术如我们的冰箱彩电等使用寿命至少都在七八年以上。因此我们有必要对现有液位传感器技术，如电极式、光电式、GSK/UQK/GKY、压力传感器、超声波传感器等的原理分析一下，这样我们就知道使用时该注意什么了。

一、电极式液位控制/水位控制原理

电极式是最早的液位控制/水位控制方式，其控制原理很简单：因为水是导体，有水的时候两个电极间导电，交流接触器吸合。图1.1为电极式在水中控制原理示意图。但是电极在水中会分解而且会吸附很多杂质。如果不及时清理，电极就会失去作用。所以电极式液位传感器在清水中使用也只有几个月的寿命，在污水和热水中均不能使用。电极式液位控制技术，简单便宜，但使用寿命较短。为了弥补电极式液位控制技术的缺陷，人们想办法将电极和水分离出来，于是出现了干簧管，形成了UQK和GSK两种液位控制技术。

二、UQK液位控制/水位控制原理

干簧管将电极触点密封在玻璃管内，接近磁铁，触点就会吸合。所以人们在浮球里放一块磁铁和上、下两个干簧管，通过导线将浮球固定于水池中，如图2.1。这就是UQK的液位控制/水位控制方式。当水池无水的时候，浮球下垂，磁铁在下限干簧管处，故下限干簧管吸合。当水池有水的时候如图2.2，浮球上翻，磁铁在上限干簧管处，故上限干簧管吸合。将干簧管触点串接交流接触器，就可以控制水泵启动，见图2.3。这种方式依靠水的浮力使浮球上下翻转，上限、下限间的距离依据导线的长度来决定。由于要考虑耐流问题，导线不能太细。同时

光电传感器安装注意事项

光电传感器是一种常用的传感器，用于识别光线的有无，可以应用在各种自动化控制系统中。在安装光电传感器时需要注意以下50条事项和详细描述：

1. 选择合适的安装位置，避免光线受阻挡，确保传感器能够正常接收光线。

2. 避免安装在高温或潮湿的环境中，以免损坏传感器。

3. 安装时需要避免在光线较强或直射光的地方，以免影响传感器检测的准确性。

4. 确保传感器的安装位置不会受到振动或冲击，以免影响传感器的工作。

5. 安装时需要确保传感器与被检测物体之间没有障碍物，以免影响检测的准确性。

6. 确保传感器的安装位置方便日常维护和清洁，以保证传感器的正常工作。

7. 在安装时需要留出足够的接线空间，以便进行电气连接。

8. 确保传感器安装的地方有足够的电源供应，以保证传感器的正常工作。

9. 在安装前需要对传感器进行检查，确保传感器没有损坏或者缺陷。

10. 确保传感器的安装位置不会受到强磁场的干扰，以免影响传感器的工作。

11. 确保传感器的安装位置不会受到辐射源的干扰，以免影响传感器的工作。

12. 确保传感器的工作温度范围与安装位置的环境温度相匹配，以保证传感器的正常工作。

13. 在安装时需要避免传感器与其他设备或物体发生干涉，以免影响传感器的工作。

14. 确保传感器的安装位置能够达到所需的检测距离，以满足实际应用需求。

15. 在安装时需要避免传感器与强烈的脉冲电磁干扰源靠近，以免影响传感器检测的准确性。

16. 确保传感器安装时方向正确，以保证检测的准确性。

17. 在安装前需要查阅传感器的安装手册，按照要求进行安装。

金凯电气 OLC-D1-B光电式液位监视器说明书

OLC-D1-B 光电式液位监视器

线路参考图

尺寸图mm

应用

OLC-D1-B 光电式油位监视器是非接触式的液位监测器，此监控功能的实现是通过安装在所需测量位置的液位测量棱镜组件(玻璃头)以及可拆卸式光电探测装置(电子头)共同完成。无需从被测设备拆卸油位测量棱镜组件，便可自由更换其探测装置，因此不会影响系统的密封性。

油位监视器在接通供电电压约3秒钟后启动，继电器吸合。在低液位时，LED 亮红橙色，继电器延迟5S 后断开，LED 亮红色；当液位在正常区域时，LED 灯熄灭，继电器延迟5S 后重新接通，LED 亮绿色。

LED 灯颜色代码

红(橙)色闪烁（10次/秒）：电子头未与监测棱镜正确装配

供电电压不匹配或者内部错误

红色：液位低-继电器断开绿色：液位正常-继电器吸合橙色：液位低-继电器延时断开

测试及安装说明

装配玻璃头后LED 亮红灯，把玻璃头浸入液体中-亮绿灯，

玻璃头离开液面短时亮橙色灯，5秒后亮红灯为正常；当未装玻璃头时，LED 红灯闪烁！

安装时保证玻璃头的密封，1/2”NPT 玻璃头宜用液体黄胶作为螺纹密封胶，拧入力矩不大于75N.M ，过大的力矩玻璃头容易碎裂，24小时螺纹密封胶完全固化后，投入使用承压。电子头安装前须检查该监视器 (尤其是玻璃)的清洁度，并在电子头上套上O 型圈向玻璃头压紧并同时旋合，保证与棱镜精密旋合。

电缆接口朝下。依接线图进行电气连接。

必须由专业电气人员安装。

技术参数

监测棱镜组件（玻璃头）介质温度 +100℃

+110℃(max.2h)

最大运行压力 46bar(-10℃﹍+120℃) 连接螺纹 1/2’’NPT 短丝 11/8UNFE-18 订货号 15G15 460 01 15G15 462 01 重量约110g 光电探测装置（电子头）供电电压 AC 230V -15%...+10% 3VA 环境温度 -30﹍+70℃ 环境湿度 20%﹍90%（不得凝露与结霜）延时：上电继电器延时吸合低液位时继电器断开 3s±1s 5s±2s ，橙色/红色LED 亮液位正常继电器吸合 5s±2s ，绿色LED 亮输出继电器 Max,AC 240V 2.5A C300

七种常用液位传感器的应用及原理

七种常⽤液位传感器的应⽤及原理

液位传感器已经存在了⼏⼗年，在⾷品和饮料，⼯业，医疗和家⽤，印刷，农业，汽车和⽩⾊家电等市场中进⾏泄漏检测或液位测量。我们经常想知道为什么客户选择⼀种技术⽽不是另⼀种技术。这是我们被问到的⼀个常见问题。⼀些设备制造商也可能对市场上可⽤的液位传感替代品的种类和智能感到惊讶。

过去，那些昂贵的，涉及到设备的检测过程的技术，现在可以使⽤先进，创新和智能⽅法来实现，这些技术具有成本低，效益⾼，可靠，坚固，⾼度准确且易于安装的特点。历史上已知的，具有极难挑战性的流体，例如含有⽓泡/泡沫的肥皂，⽜奶和粘性物质（如胶⽔和墨⽔），现在被证明是可能的并且很容易被各种液位传感技术检测的物质。

但是，客户否需要这样的传感器或由传感器开发的设备是很多⼈关⼼的问题。⽽且，随着⾏业的竞争性和⼀贯想要提⾼质量，降低成本，提⾼效率、减少浪费资源的⽬的，没有⼀家公司愿意冒险尝试那种不尽⼈意的解决⽅案的。

因此熟悉不同液位传感器的⼯作原理及优缺点，有助于帮助我们选择更合适的液位传感器，下⾯⼯采⽹⼩编整理了⽬前常见的液位传感器的检测原理。

⼀、光电液位开关

优点 - 紧凑，⽆活动部件，耐⾼压和抗⾼温能⼒，同时可检测极少量液体。

缺点 - 由于传感器需要接触液体，需要电源，某些粘稠物质会残留棱镜上导致误报（如黄油）。

应⽤ – 容器、油罐液位测量和泄漏检测应⽤

有⼀系列的技术术语⽤于描述这种类型的液位传感技术。光学棱镜，电光学，单点光学，光学⽔平开关等等，以下⼯采⽹⼩编以光电液位开关这个术语为⼤家做简单的介绍：

光电液位传感器工作原理

光电液位传感器是一种常用于液位检测的传感器设备，它通过利用光电效应来实现液位的测量。光电液位传感器由光源、接收器、光电检测电路和输出电路等组成。

光电液位传感器的工作原理基于光电效应。光电效应是指当光照射到物质表面时，物质中的电子会被激发，并从物质中释放出来。光电液位传感器利用光电效应来测量液位的变化。

光电液位传感器中的光源通常采用发光二极管(LED)或激光二极管(LD)，它们可以产生可见光或红外光。当光源发出光线照射到液位上时，一部分光线会被液位吸收，另一部分光线会被液位反射回来。被反射回来的光线会经过接收器接收。

接收器是光电液位传感器的核心部件，它通常由光电二极管(光电探测器)组成。光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的器件。当反射回来的光线照射到光电二极管上时，光电二极管会产生电流。根据光电二极管接收到的光线强度的不同，产生的电流也会不同。

光电液位传感器中的光电检测电路会测量光电二极管产生的电流，并将其转化为相应的电压信号。这个电压信号可以通过输出电路输出，用于表示液位的高低。当液位较高时，液体会吸收更多的光线，光电二极管接收到的光线较少，产生的电流较小，电压信号较低；当液位较低时，液体吸收的光线较少，光电二极管接收到的光线较

多，产生的电流较大，电压信号较高。因此，通过测量输出电压信号的大小，就可以确定液位的高低。

光电液位传感器具有测量精度高、响应速度快、结构简单、使用方便等特点。它可以广泛应用于工业生产中的液位检测，如油罐、水箱、化学容器等。同时，光电液位传感器还可以与其他设备或系统进行联动，实现自动控制和报警功能。

光电式输液报警器工作原理

引言

光电式输液报警器是一种常见的医疗设备，广泛应用于医院等医疗环

境中，用于监控输液过程中的异常情况。本文将详细介绍光电式输液报警器的工作原理，包括传感器原理、报警信号处理等内容，以便更好地理解该设备的作用和功能。

1.光电传感器原理

光电传感器是光电式输液报警器的核心组成部分。它通过感知光的变

化来监测输液过程中的液位变化或其他异常情况。光电传感器通常由发光二极管（LE D）和光敏电阻（光电二极管或光敏电阻器）组成。

光电传感器的工作原理如下：

1.发光二极管发出光线，照射到输液管道上的传感区域；

2.光线经过输液管道时，受到液体的衰减和反射，光线强度发生变化；

3.光敏电阻感知光线强度的变化，并将其转化为相应的电信号；

4.通过对光敏电阻输出信号的分析和处理，可以判断输液过程中是否

出现异常情况。

2.输液过程中的报警信号处理

光电式输液报警器不仅能够检测输液过程中的液位变化，还可以识别

其他异常情况，并及时发出报警信号，提醒操作人员采取相应的处理措施。主要的报警信号处理方法包括以下几种：

2.1液位检测报警

在输液过程中，液位的变化会导致光线的强度变化。当输液液位低于

预设的安全范围时，光敏电阻感知到的光线强度将下降，系统判定液位过低，并发出液位不足的报警信号。这种报警信号通常以声音、提示灯或震动等形式提醒操作人员。

2.2输液速度报警

输液速度过快或过慢均可能对患者的健康造成风险。光电式输液报警

器可以通过监测输液速度来判定是否存在异常。当输液速度低于或高于预设的安全范围时，报警器将发出相应的报警信号，提醒操作人员进行调整。

基于光电传感器的液位检测方法与装置

基于光电传感器的液位检测方法与装置2

0 引言

液位检测在许多控制领域已经较为常见, 按原理分为浮子式[ 1 ] 、压力式[ 2] 、电容式[ 3 ] 、光纤式[ 4 ] 等。这些检测方法和装置均有各自的原理、特殊结构、适用场合。在一些测量中, 需避免测量仪器与被测液体直接接触, 此时这些方法便不适用。基于光电传感器的液位检测方法[ 5~ 7] , 是将液位的变化转换为光信号的变化, 无需与被测液体直接接触, 可以满足上述场合。但如果待测液体的液面有气泡, 光线在实际传播过程中会由于液面气泡的干扰而偏离其理论上的传播路径, 导致结果不准确。本文提出一种基于双光电传感器和动态阈值的液位检测方法与装置, 可以很好地克服测量中由于气泡引起的干扰, 得到较好的液位控制精度。

1 原理

本检测装置的光电传感器位置如图1 所示, 包括设置于透明玻璃管一侧的上下2 个特性一致的L E D 光源, 对应的水平放置的2 个特性一致的光电管, 两对传感器相应设有高度比液面厚度稍大的通光孔。

假设待测液体成分以水为主, 折射率n 约为1 . 33 3, 弯曲液面的边缘与玻璃管的接触角约为38 . 5[ 8] 。光由光密媒质进入光疏媒质时, 当入射角大于某一临界角就会发生全反射现象。由折射率公式n = 1 / s in C , 可求得临界角C 为4 8. 6。

图1 光电传感器位置

Fig 1 Position of optoele c t r o n i c se n so r

测量过程中, 入射光线的入射角随着待测液体液面的上升逐渐增大, 当入射角大于48 . 6时发生全反射现象; 而通光孔处入射光发生全反射区域的面积达到最大时, 光电管所能接收到的光线光强达到最小, 因此, 待测液体的液面一次通过光电管对应一个最小光强值。由于液面在上升过程中, 形态基本保持不变, 故两对光电管在一次测量中测得