專(zhuān)利名稱(chēng)：雙色激光料位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器，具體是一種利用激光測(cè)距原理測(cè)量料倉(cāng)物料界面高度的雙色激光料位計(jì)。
背景技術(shù)：
迄今為止，工業(yè)企業(yè)的固體料倉(cāng)料位檢測(cè)依然是一個(gè)難點(diǎn)。傳統(tǒng)接觸式物位檢測(cè)方法 (靜壓、電容、重錘、射頻導(dǎo)納等)簡(jiǎn)單易行，但存在固有缺陷，例如安裝復(fù)雜，使用麻煩，容易損壞，精度差。超聲波與雷達(dá)是兩種先進(jìn)的非接觸式物位檢測(cè)技術(shù)，但使用中由于各種復(fù)雜的情況，料倉(cāng)中的連續(xù)料位檢測(cè)面臨著各種不同的困難。物料顆粒的大小、含水量的變化、粉塵、空氣懸浮物、探頭磨損撕裂、料倉(cāng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動(dòng)等，都會(huì)影響使用效果。超聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，難以聚焦；雷達(dá)波有旁瓣，如果料倉(cāng)小，形狀不規(guī)則，易產(chǎn)生虛假反射波，經(jīng)多重反射，信號(hào)強(qiáng)度甚至超過(guò)真實(shí)信號(hào)，使軟件無(wú)從判別。粉塵吸收會(huì)導(dǎo)致回波丟失，不滿足超聲波無(wú)干擾面需能反射80 %能量的要求，粉狀物料介電常數(shù)低，雷達(dá)波難以反射。CN201203459Y專(zhuān)利提出了一種礦用激光測(cè)距式煤倉(cāng)煤位傳感器，用于煤礦煤倉(cāng)料位的測(cè)量，在一定程度上雖然解決了以上問(wèn)題，但仍有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，在惡劣環(huán)境下工作可靠性低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種采用激光測(cè)距原理測(cè)量料位， 分別發(fā)射紅色激光和紅外激光，用于校準(zhǔn)和測(cè)量的雙色激光料位計(jì)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種雙色激光料位計(jì)，包括主機(jī)殼、防塵罩、接口電路板、控制電路板，所述主機(jī)殼上分別裝有發(fā)射紅外激光束的紅外半導(dǎo)體激光二極管模組、接收反射的紅外激光的激光接收鏡頭、發(fā)射紅色激光束的紅色半導(dǎo)體激光二極管模組，所述主機(jī)殼內(nèi)分別裝有接口電路板和控制電路板，該接口電路板上的接口電路中設(shè)置有將激光接收鏡頭聚焦后的激光形成電脈沖的光敏器件，該控制電路板上設(shè)置有根據(jù)該電脈沖特征解算得出料位數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成模擬量或數(shù)字量并經(jīng)模擬量輸出通道或現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)輸出的以單片機(jī)為核心器件的控制電路。更進(jìn)一步，所述激光接收鏡頭安裝在主機(jī)殼的激光發(fā)射端的中心部位，其兩側(cè)分別裝有紅外半導(dǎo)體激光二極管模組和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組，該紅外半導(dǎo)體激光二極管模組和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組發(fā)射的激光束平行，其中，紅外半導(dǎo)體激光二極管模組發(fā)射的是測(cè)距激光束，紅色半導(dǎo)體激光二極管模組發(fā)射的是滯后于該測(cè)距激光束一定時(shí)間的校準(zhǔn)激光束。另外，所述主機(jī)殼上以該激光接收鏡頭為中心，在該紅外半導(dǎo)體激光二極管模組和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組外周裝有順激光束行程延伸的防塵罩。本發(fā)明通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了如下兩個(gè)新特點(diǎn)
①具有兩個(gè)激光模組，分別發(fā)射紅色激光和紅外激光，用于校準(zhǔn)和測(cè)量。②工作模式是控制電路發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)接口電路放大后驅(qū)動(dòng)紅外半導(dǎo)體激光二極管模組，發(fā)出脈沖激光進(jìn)行測(cè)距，間隔一定時(shí)間后驅(qū)動(dòng)紅外半導(dǎo)體激光二極管模組，發(fā)出紅色激光，用于校準(zhǔn)。周期運(yùn)行，長(zhǎng)期工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用特定波長(zhǎng)的紅外波段激光，可穿透粉塵、水蒸氣、鏡頭上的污物，聚焦能力遠(yuǎn)超雷達(dá)和超聲波。利用紅外激光的穿透能力和簡(jiǎn)單的防塵罩設(shè)計(jì)， 解決了 CN201203459Y專(zhuān)利的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、在惡劣的環(huán)境下工作可靠性低等問(wèn)題，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，精度高的特點(diǎn)。激光源采用半導(dǎo)體激光二極管模組取代昂貴的泵蒲調(diào)Q激光器，成本低廉。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖主視圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。圖中1_紅外激光束，2-反射的紅外激光，3-紅色激光束，4-激光接收鏡頭，5-紅外半導(dǎo)體激光二極管模組，6-紅色半導(dǎo)體激光二極管模組，7-防塵罩，8-主機(jī)殼，9-接口電路板，I O-控制電路板。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，目的僅在于更好地理解本發(fā)明內(nèi)容。因此，所舉之例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。參見(jiàn)圖I、圖2，主機(jī)殼8為一矩形盒體，面對(duì)料倉(cāng)一側(cè)(激光發(fā)射端)的面板中心裝有激光接收鏡頭4，該激光接收鏡頭4接收由料倉(cāng)物料反射的紅外激光2。激光接收鏡頭4 兩側(cè)分別裝有紅外半導(dǎo)體激光二極管模組5和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組6，該紅外半導(dǎo)體激光二極管模組5發(fā)射紅外激光束1，該紅色半導(dǎo)體激光二極管模組6發(fā)射紅色激光束 3，且紅色激光束3與紅外激光束I平行并滯后發(fā)射，紅外激光束I為測(cè)距激光束，為校準(zhǔn)激光束。以該激光接收鏡頭4為中心，在該紅外半導(dǎo)體激光二極管模組5和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組6外周裝有順激光束行程延伸的圓筒形的防塵罩7。主機(jī)殼8的內(nèi)部分別裝有接口電路板9和控制電路板10，該接口電路板9上配置接口電路，接口電路中設(shè)置有與激光接收鏡頭4對(duì)應(yīng)的光敏器件，該光敏器件通過(guò)接口電路可以將激光接收鏡頭4聚焦后的激光形成電脈沖；該控制電路板10上配置控制電路，控制電路以單片機(jī)為核心器件，可以將該電脈沖特征解算得出料位數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成模擬量或數(shù)字量，并經(jīng)模擬量輸出通道或現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)輸出。本發(fā)明的工作過(guò)程是控制電路發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)接口電路放大后驅(qū)動(dòng)紅外半導(dǎo)體激光二極管模組5，發(fā)出紅外激光束1(脈沖激光)，照射到物料后漫反射，反射的紅外激光 2經(jīng)接收鏡頭4聚焦后照射到接口電路板9上的光敏器件上形成電脈沖，然后由控制電路板 10上的單片機(jī)根據(jù)電脈沖特征解算得出料位數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成模擬量或數(shù)字量，經(jīng)模擬量輸出通道或現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)輸出。間隔一定時(shí)間后驅(qū)動(dòng)紅色半導(dǎo)體激光二極管模組6，發(fā)出紅色激光束3。紅色激光束3為輔助光束，與不可見(jiàn)的紅外激光束I平行，作為校準(zhǔn)光束，保證紅外激光束I對(duì)準(zhǔn)料面，同時(shí)作為工作指示、警告標(biāo)記。如此周期運(yùn)行，長(zhǎng)期工作。
權(quán)利要求
1.一種雙色激光料位計(jì)，包括主機(jī)殼、防塵罩、接口電路板、控制電路板，其特征在于， 所述主機(jī)殼上分別裝有發(fā)射紅外激光束的紅外半導(dǎo)體激光二極管模組、接收反射的紅外激光的激光接收鏡頭、發(fā)射紅色激光束的紅色半導(dǎo)體激光二極管模組，所述主機(jī)殼內(nèi)分別裝有接口電路板和控制電路板，該接口電路板上的接口電路中設(shè)置有將激光接收鏡頭聚焦后的激光形成電脈沖的光敏器件，該控制電路板上設(shè)置有根據(jù)該電脈沖特征解算得出料位數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成模擬量或數(shù)字量并經(jīng)模擬量輸出通道或現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)輸出的以單片機(jī)為核心器件的控制電路。
2.如利要求I所述的雙色激光料位計(jì)，其特征在于，所述激光接收鏡頭安裝在主機(jī)殼的激光發(fā)射端的中心部位，其兩側(cè)分別裝有紅外半導(dǎo)體激光二極管模組和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組，該紅外半導(dǎo)體激光二極管模組和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組發(fā)射的激光束平行，其中，紅外半導(dǎo)體激光二極管模組發(fā)射的是測(cè)距激光束，紅色半導(dǎo)體激光二極管模組發(fā)射的是滯后于該測(cè)距激光束一定時(shí)間的校準(zhǔn)激光束。
3.如權(quán)利要求I或2所述的雙色激光料位計(jì)，其特征在于，所述主機(jī)殼上以該激光接收鏡頭為中心，在該紅外半導(dǎo)體激光二極管模組和紅色半導(dǎo)體激光二極管模組外周裝有順激光束行程延伸的防塵罩。
全文摘要
本發(fā)明涉及傳感器，具體是一種利用激光測(cè)距原理測(cè)量料倉(cāng)物料界面高度的雙色激光料位計(jì)。包括主機(jī)殼、防塵罩、接口電路板、控制電路板，所述主機(jī)殼上分別裝有發(fā)射紅外激光束的紅外半導(dǎo)體激光二極管模組、接收反射的紅外激光的激光接收鏡頭、發(fā)射紅色激光束的紅色半導(dǎo)體激光二極管模組，所述主機(jī)殼內(nèi)分別裝有接口電路板和控制電路板，該接口電路板上的接口電路中設(shè)置有將激光接收鏡頭聚焦后的激光形成電脈沖的光敏器件，該控制電路板上設(shè)置有根據(jù)該電脈沖特征解算得出料位數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成模擬量或數(shù)字量并經(jīng)模擬量輸出通道或現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)輸出的以單片機(jī)為核心器件的控制電路。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、精度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/292GK102589649SQ20121001688
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者楊志剛, 王建民, 郝成 申請(qǐng)人:河北聯(lián)合大學(xué)