一种红外液位检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及液位检测技术领域，尤其是一种红外液位检测装置。


背景技术：

2.传统的应用只有独立侦测水箱液位高度的传感器较多，比如通过磁性开关或者浮球及干簧管模组，或者单独的光学液位侦测，以及电容式液位侦测来实现，而他们的工作原理基本相同，都是包含机械装置和磁性，以及电容放电的方式来实现，实现方式是通过液体高度位置变化让当前方式的传感器处于有跟无的工作状态,但由于输出的信号均为电压值，为保证信号的精确度，只能接入带有a/d（模数转换口）的单片机，而当没有a/d口只有i/o口的单片机，使用起来会因为信号值的变化造成误判。现有的红外液位检测一般都是通过管式传感器，将红外液位传感器封装在一个水位经过的管道中，但是这种红外液位传感装置只使用管道连接的液位测量，并不是适用用于水箱液位检测。
3.因此，还有待于对现有技术进行改进和发展。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种红外液位检测装置，旨在于解决现有传感器装置测量液位精度不够准确，只能接模数转换接口的单片机，以及无法适用于水箱外部测量液位的技术问题。
5.为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：一种红外液位检测装置，其包括:外壳、pcba板和封装硅胶；所述pcba板内置在外壳内，所述封装硅胶将pcba板固定在外壳内，所述pcba板设有定位块，所述封装硅胶设有用于固定引线的凹槽，引线经过凹槽与所述pcba板连接；所述pcba板包括红外光侦测电路和数模转换电路，所述红外光侦测电路与数模转换电路连接，所述数模转换电路与引线连接。
6.所述的红外液位检测装置，其中，所述外壳的两端设有用于固定的安装耳，且安装耳设有安装孔。
7.所述的红外液位检测装置，其中，所述红外光侦测电路包括用于发射红外光的红外发射二极管ir1、用于接收红外光的红外接收管ir3、限流电阻ra和分压电阻rc，所述限流电阻ra与红外发射二极管ir1串联连接，所述分压电阻rc与红外接收管ir3串联连接，串联后的红外发射二极管ir1和限流电阻ra与串联后的分压电阻rc和红外接收管ir3并联连接。
8.所述的红外液位检测装置，其中，所述数模转换电路由电阻rd和三极管qa组成，所述电阻rd与三极管qa的3脚连接，三极管qa的2脚接地，三极管qa的1脚连接在分压电阻rc与红外接收管ir3之间，所述三极管qa的3脚和2脚还与用于输出的连接器j1连接。
9.所述的红外液位检测装置，其中，所述pcba板上挖有两个通孔，所述红外发射二极管ir1和红外接收管ir3分别内嵌在通孔中。
10.有益效果：本实用新型通过将pcba板安装在外壳内，并用封装硅胶封装pcba板，所以能够防止用于密封的环氧树脂渗入pcba板的通孔中，影响红外光侦测电路侦测液位，而
通过定位块方便pcba板与封装硅胶定位，所以本实用新型能够直接固定水箱外壁面测量液位，并且能够适用a/d接口和i/o接口的单片机使用。
附图说明
11.图1是本实用新型的第一个方向的轴侧图。
12.图2是本实用新型的第二个方向的轴侧图。
13.图3是本实用新型的侧视图。
14.图4是本实用新型中图3的a-a剖面图。
15.图5是本实用新型的pcba板的电路图。
16.图6是本实用新型的使用示意图。
具体实施方式
17.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。
18.如图1-6所示，本实用新型公开了一种红外液位检测装置300，其包括:外壳1、pcba板2和封装硅胶3；所述pcba板2内置在外壳1内，所述封装硅胶3将pcba板2固定在外壳1内，所述pcba板2设有定位块20，所述封装硅胶3设有用于固定引线的凹槽30，引线4经过凹槽30与所述pcba板2连接；所述pcba板2包括红外光侦测电路21和数模转换电路22，所述红外光侦测电路21与数模转换电路22连接，所述数模转换电路22与引线4连接。
19.采用上述结构后，所述红外光电侦测电路21检测到的光电信号转换为模拟电压，然后由数模转换电路22转换成电平信号，所以能够适用于a/d接口和i/o接口的单片机使用，并且使得测量结果更加准确。而且通过外壳将pcba板封装，所以能够制固定在水箱100的外壁面上，配合固定在水箱100内的等腰直角棱镜200，实现液位检测。
20.优选的是，所述外壳1的两端设有用于固定的安装耳10，且安装耳10设有安装孔11。
21.优选的是，所述红外光侦测电路21包括用于发射红外光的红外发射二极管ir1、用于接收红外光的红外接收管ir3、限流电阻ra和分压电阻rc，所述限流电阻ra与红外发射二极管ir1串联连接，所述分压电阻rc与红外接收管ir3串联连接，串联后的红外发射二极管ir1和限流电阻ra与串联后的分压电阻rc和红外接收管ir3并联连接。
22.在实际生产中,所述红外发射二极管ir1和红外接收管ir3作为一个侦测点,为了实现多点侦测,在生产中可以选择多组红外发射二极管ir1和红外接收管ir3。
23.优选的是，所述数模转换电路22由电阻rd和三极管qa组成，所述电阻rd与三极管qa的3脚连接，三极管qa的2脚接地，三极管qa的1脚连接在分压电阻rc与红外接收管ir3之间，所述三极管qa的3脚和2脚还与用于输出的连接器j1连接。
24.采用上述结构后，本实用新型的功耗低于市面其他种类传感器，且检测速度小于20ms，检测液位精度误差低于1mm，且安装应用简单，成本低，在应用上面非常有优势。
25.所述红外发射二极管ir1、红外接收管ir3用于侦测液体是否流过上面所述的等腰直角棱镜200，当液体没有流过，或者液体容器没有液体时，红外发射二极管ir1所发射的红外信号经过等腰直角棱镜200反射，所反射的红外光直接到红外接收管ir3上面，形成红外
接收管ir3导通，限流电阻ra为红外发射二极管ir1的限流电阻，当限流电阻ra阻值变大时，所述电路可以支持更高的输入电压，反之输入电压减小分压电阻rc为红外接收管的ir3的分压电阻通过调整分压电阻rc的阻值，依此匹配不同电压输入时，红外接收管ir3导通以后所分得的电压能够驱动后端转换电路启动。
26.由于前面的模块是通过光路反射照射，所获取的电压并不能直接输出到后端的解码系统电路中，因此做模数转换电路非常有必要。当三极管qa未被激发导通时，三极管qa呈现高阻状态，电阻rd与三极管qa之间的分压点可以忽略不计，当三极管qa导通时，呈现低阻，电阻rd此时近似直接连接地，因此，当三极管qa导通时，所输出的电压等于gnd，当三极管qa不导通时，所输出电压接近vcc（rd等同上拉电阻）。
27.众所周知，红外光发射二极管的红外发射是有一定角度，当红外接收管靠近时会有一定的漫反射红外光透过，造成接收管处于微导通状态，常规做法是需要增加遮光罩或者用热缩套管来包括接收管或者发射管，在生产成本和生产工艺上，会有一定的成本增加。
28.优选的是，所述pcba板2上挖有两个通孔5，所述红外发射二极管ir1和红外接收管ir3分别内嵌在通孔5中。
29.采用本设计直接在pcba板上面挖通孔，然后把红外对管内嵌到pcba板中，可直接省去使用套管或者单独的遮光罩，同时现在市面上的设计方案多用于导线连接，并且会有不同的线长，在供货上面会经常调整长度或者包装混料的问题，难以生产。
30.工作原理：
31.当液体的液面经过水箱内部等腰直角棱镜所对应的检测点时，红外发射二极管ir1发射的红外信号会直接通过液体介质，无法形成反射，此时红外接收管ir3收不到红外发射信号，因此接收管呈现高阻状态，反之当液体液面低于检测点时，红外发射二极管ir1发射的红外信号通过2次反射到接收管ir3上，形成接收管导通，上述两种情况所分得到电压明显不同，且通过电阻阻值调整，可以获取足够驱动让后端的数字电路的进行导通或者截止，从而根据电压的变化，明显的区分是否有液体流过状况。
32.本实用新型通过将pcba板安装在外壳内，并用封装硅胶封装pcba板，所以能够防止用于密封的环氧树脂渗入pcba板的通孔中，影响红外光侦测电路侦测液位，而通过定位块方便pcba板与封装硅胶定位，所以本实用新型能够直接固定水箱外壁面测量液位，并且能够适用a/d接口和i/o接口的单片机使用。
33.以上是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本实用新型技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的保护范围。