激光液面测量装置的制作方法

本实用新型涉及玻璃液测量装置技术领域，尤其涉及一种激光液面测量装置。

背景技术：

对于玻璃生产线，窑炉液位非常重要。液位对窑炉寿命、产品合格率和产量都有很大影响。另一方面，窑炉控制室里面复杂的控制线路、众多的仪器仪表、繁杂的参数设置等等这些因素，常常导致仪表工手忙脚乱和错误操作。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种可实时的对玻璃液面进行检测，且测量数据准确度高，使用方便的激光液面测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种激光液面测量装置，其特征在于：包括处理主机、激光发射器以及光电接收器，所述处理主机包括第一微处理器，所述激光发射器通过开关输出通道与所述第一微处理器连接，所述激光发射器用于在所述第一微处理器的控制下发射激光；光电接收器经开关输入通道与所述第一微处理器连接，所述光电接收器用于接收玻璃液面反射来的激光光斑位移信号，并将该信号传输给所述第一微处理器进行处理；显示模块与所述第一微处理器的信号输出端连接，用于显示输出的数据；第一电源模块的电源输出端与所述主机中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。

进一步的技术方案在于：所述开关输出通道包括接插件jssr，所述jssr的1脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr1的1脚连接，所述jssr的2脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr1的2脚连接，所述ssr1的4脚接+24v电源，所述ssr1的3脚分为两路，第一路与三极管q1的发射极连接，第二路与接插件jout1的1脚连接，所述jout1的2脚和3脚接+24v电源，所述三极管q1的发射极经二极管d2接+24v电源，所述三极管q1的集电极接地；所述三极管q1的基极分为两路，第一路依次经发光二极管led1、电阻r68接+24v电源，第二路与tlp521-4型光耦u7a的光敏三极管的集电极连接，所述u7a的光敏三极管的发射极接地，所述u7a的红外发光二极管的正极经电阻r64接电源vcc，所述u7a的红外发光二极管的负极为一个信号输出端；

所述jssr的3脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr2的1脚连接，所述jssr的4脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr2的4脚连接，所述ssr2的4脚接+24v电源，所述ssr2的3脚分为两路，第一路与三极管q2的发射极连接，第二路与接插件jout1的4脚连接，所述三极管q2的发射极经二极管d3接+24v电源，所述三极管q2的集电极接地；所述三极管q2的基极分为两路，第一路依次经次发光二极管led2、电阻r69接+24v电源，第二路与tlp521-4型光耦u7b的光敏三极管的集电极连接，所述u7b的光敏三极管的发射极接地，所述u7b的红外发光二极管的正极经电阻r65接电源vcc，所述u7b的红外发光二极管的负极为一个信号输出端。

进一步的技术方案在于：所述开关输入通道包括若干个开关输入单元和接插件jin，所述开关输入单元包括tlp521-4型光耦u8a，所述jin的1脚分为两路，第一路经电容c4与所述u8a中红外发光二极管的正极连接，第二路与所述u8a中红外发光二极管的负极连接，所述u8a中红外发光二极管的正极经电阻r56接+24v电源，所述u8a中光敏三极管的发射极接地，所述u8a中光敏三极管的集电极分为两路，第一路经电阻r60接地，第二路为所述开关输入通道的输出端。

进一步的技术方案在于：所述激光发射器包括he-ne激光器、第二微处理器、第二电源模块以及数码管指示模块，所述第二微处理器的输出端经第一接口模块与所述he-ne激光器的信号输入端连接，所述he-ne激光器的输出端经第二接口模块与所述第二微处理器的信号输入端连接，串口模块与所述第二微处理器双向连接，用于将所述激光发射器与所述处理主机连接，所述数码管指示模块与所述第二微处理器的信号输出端连接，所述第二电源模块用于为所述he-ne激光器提供工作电源，所述he-ne激光器用于向外发射激光。

进一步的技术方案在于：所述第二微处理器使用stc12c56xx-qfp32型单片机u1。

进一步的技术方案在于：所述第一接口电路的输入端分为两路，第一路经电阻r19接电源vcc，第二路经电阻r20与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极接地，三极管q1的发射极分为三路，第一路经电阻r22接地，第二路与接插件j1的2脚连接，第三路与电容e4的一端连接，电容e4的另一端分为两路，第一路经电阻r21接电源vcc，第二路与接插件j1的1脚连接，所述接插件j1与所述激光发射器的信号输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述第二接口电路包括接插件j3，所述j3的1脚分为两路，第一路经电容c1接地，第二路与电源vcc连接；所述j3的2脚接地，所述j3的3脚分为两路，第一路经电阻r2与电源vcc连接，第二路与所述第一微处理器的相应输入端连接，所述j3与所述光电接收器的信号输出端连接。

进一步的技术方案在于：所述数码管指示模块包括dpy_7-seg_dp型数码管ds1，所述ds1的1脚和6脚接地，所述ds12脚以及4-10脚分别经一个电阻与第一微处理器的一个信号输出端连接。

进一步的技术方案在于：所述第二电源模块包括ft110p-3型滤波模块m1和ac-dc-ls03-15b05sr2型交流转直流芯片m2，接插件j2的1脚和3脚与所述m1的1脚和3脚连接，且所述m1的1脚和3脚之间连接有电位器rv1，所述m1的2脚接地，所述m1的4脚与所述m2的1脚连接，所述m1的5脚与所述m2的3脚连接，所述m2的5脚经电容e1与所述m2的7脚连接；所述m2的10脚接地，所述m2的12脚分为四路，第一路经电容e2接地，第二路经电容c2接地，第三路经二极管d1接地，第四路为所述电源模块的电源输出端。

进一步的技术方案在于：所述处理主机还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述处理主机的信号输出端连接，用于发出报警信号。

进一步的技术方案在于：所述光电接收器包括接收器内芯和位于内芯外侧的水冷套，所述水冷套通过紧固螺丝固定在调整支架上，所述调整支架的底部设置有底座，所述接收器内芯的信号输出端经开关输入通道与所述第一微处理器的信号输入端连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请中所述主机控制所述激光发射器向玻璃液面发射激光，玻璃液面发射的激光被所述光电接收器接收，接收到的信号再传送给主机进行处理。通过激光发射器与光电接收器相互配合对玻璃液面进行测量，利用激光方向性好、能量集中等特点测量玻璃液位，克服了放射性元素检测和铂针检测成本高，气动检测需经常更换配件、日常维护繁琐的缺点。具有测量精度高、日常维护简便、使用寿命长等特点，可以使玻璃液面得到长期稳定控制，这对于提高融化质量、稳定炉温、延长窑体使用寿命，提高玻璃制品质量和降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例所述激光液面测量装置的原理框图；

图2是本实用新型实施例所述处理主机中开关输出通道的原理图；

图3是本实用新型实施例所述处理主机中开关输入通道的原理图；

图4是本实用新型实施例所述激光液面测量装置中激光发射器的原理框图；

图5是本实用新型实施例所述激光发射器中第二微处理器的原理图；

图6是本实用新型实施例所述激光发射器中第一接口电路的原理图；

图7是本实用新型实施例所述激光发射器中第二接口电路的原理图；

图8是本实用新型实施例所述激光发射器中数码管指示模块的原理图；

图9是本实用新型实施例所述激光发射器中第二电源模块的原理图；

图10是本实用新型实施例所述激光液面测量装置中光电接收器的结构示意图；

其中：1、接收器内芯；2、水冷套；3、紧固螺丝；4、调整支架；5、底座；6、玻璃液面；7、工作料道。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种激光液面测量装置，包括处理主机、激光发射器以及光电接收器，所述处理主机包括第一微处理器，所述激光发射器通过开关输出通道与所述第一微处理器连接，所述激光发射器用于在所述第一微处理器的控制下发射激光；光电接收器经开关输入通道与所述第一微处理器连接，所述光电接收器用于接收玻璃液面反射来的激光光斑位移信号，并将该信号传输给所述第一微处理器进行处理；显示模块与所述第一微处理器的信号输出端连接，用于显示输出的数据；第一电源模块的电源输出端与所述主机中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源；声光报警模块与所述处理主机的信号输出端连接，用于发出报警信号。

本申请中所述主机控制所述激光发射器向玻璃液面发射激光，玻璃液面发射的激光被所述光电接收器接收，接收到的信号再传送给主机进行处理。通过激光发射器与光电接收器相互配合对玻璃液面进行测量，利用激光方向性好、能量集中等特点测量玻璃液位，克服了放射性元素检测和铂针检测成本高，气动检测需经常更换配件、日常维护繁琐的缺点。具有测量精度高、日常维护简便、使用寿命长等特点，可以使玻璃液面得到长期稳定控制，这对于提高融化质量、稳定炉温、延长窑体使用寿命，提高玻璃制品质量和降低生产成本。

如图2所示，所述开关输出通道包括接插件jssr，所述jssr的1脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr1的1脚连接，所述jssr的2脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr1的2脚连接，所述ssr1的4脚接+24v电源，所述ssr1的3脚分为两路，第一路与三极管q1的发射极连接，第二路与接插件jout1的1脚连接，所述jout1的2脚和3脚接+24v电源，所述三极管q1的发射极经二极管d2接+24v电源，所述三极管q1的集电极接地；所述三极管q1的基极分为两路，第一路依次经发光二极管led1、电阻r68接+24v电源，第二路与tlp521-4型光耦u7a的光敏三极管的集电极连接，所述u7a的光敏三极管的发射极接地，所述u7a的红外发光二极管的正极经电阻r64接电源vcc，所述u7a的红外发光二极管的负极为一个信号输出端；

所述jssr的3脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr2的1脚连接，所述jssr的4脚与jgx-3fa型直流固态继电器ssr2的4脚连接，所述ssr2的4脚接+24v电源，所述ssr2的3脚分为两路，第一路与三极管q2的发射极连接，第二路与接插件jout1的4脚连接，所述三极管q2的发射极经二极管d3接+24v电源，所述三极管q2的集电极接地；所述三极管q2的基极分为两路，第一路依次经次发光二极管led2、电阻r69接+24v电源，第二路与tlp521-4型光耦u7b的光敏三极管的集电极连接，所述u7b的光敏三极管的发射极接地，所述u7b的红外发光二极管的正极经电阻r65接电源vcc，所述u7b的红外发光二极管的负极为一个信号输出端。

如图3所示，所述开关输入通道包括若干个开关输入单元和接插件jin，所述开关输入单元包括tlp521-4型光耦u8a，所述jin的1脚分为两路，第一路经电容c4与所述u8a中红外发光二极管的正极连接，第二路与所述u8a中红外发光二极管的负极连接，所述u8a中红外发光二极管的正极经电阻r56接+24v电源，所述u8a中光敏三极管的发射极接地，所述u8a中光敏三极管的集电极分为两路，第一路经电阻r60接地，第二路为所述开关输入通道的输出端。

如图4所示，所述激光发射器包括he-ne激光器、第二微处理器、第二电源模块以及数码管指示模块，所述第二微处理器的输出端经第一接口模块与所述he-ne激光器的信号输入端连接，所述he-ne激光器的输出端经第二接口模块与所述第二微处理器的信号输入端连接，串口模块与所述第二微处理器双向连接，用于将所述激光发射器与所述处理主机连接，所述数码管指示模块与所述第二微处理器的信号输出端连接，所述第二电源模块用于为所述he-ne激光器提供工作电源，所述he-ne激光器用于向外发射激光。

激光发射器简称发射器，使用环境温度：0℃~60℃。它使用了he-ne激光器，输出功率≥2.5mw。起辉电压：6000~7000v；维持电压：1200v；工作电流：4.0ma。使用时，在其后部接入220v交流电即可正常使用。注意：①激光发射器内有高压，非专业人员请勿打开；②ш级激光对人眼有害，请勿用眼睛直视；③专业人员进行内部操作时，一定要切断电源！④客户若自己更换he-ne激光器时，请注意将工作电流调整在额定电流，电流太小容易造成闪烁，电流太大影响使用寿命。

如图5所示，优选的，所述第二微处理器使用stc12c56xx-qfp32型单片机u1，需要说明的是，所述第二微处理器还可以使用其他类型的处理器。

如图6所示，所述第一接口电路的输入端分为两路，第一路经电阻r19接电源vcc，第二路经电阻r20与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极接地，三极管q1的发射极分为三路，第一路经电阻r22接地，第二路与接插件j1的2脚连接，第三路与电容e4的一端连接，电容e4的另一端分为两路，第一路经电阻r21接电源vcc，第二路与接插件j1的1脚连接，所述接插件j1与所述激光发射器的信号输入端连接。

如图7所示，所述第二接口电路包括接插件j3，所述j3的1脚分为两路，第一路经电容c1接地，第二路与电源vcc连接；所述j3的2脚接地，所述j3的3脚分为两路，第一路经电阻r2与电源vcc连接，第二路与所述第一微处理器的相应输入端连接，所述j3与所述光电接收器的信号输出端连接。

如图8所示，所述数码管指示模块包括dpy_7-seg_dp型数码管ds1，所述ds1的1脚和6脚接地，所述ds12脚以及4-10脚分别经一个电阻与第一微处理器的一个信号输出端连接。

如图9所示，所述第二电源模块包括ft110p-3型滤波模块m1和ac-dc-ls03-15b05sr2型交流转直流芯片m2，接插件j2的1脚和3脚与所述m1的1脚和3脚连接，且所述m1的1脚和3脚之间连接有电位器rv1，所述m1的2脚接地，所述m1的4脚与所述m2的1脚连接，所述m1的5脚与所述m2的3脚连接，所述m2的5脚经电容e1与所述m2的7脚连接；所述m2的10脚接地，所述m2的12脚分为四路，第一路经电容e2接地，第二路经电容c2接地，第三路经二极管d1接地，第四路为所述电源模块的电源输出端。

如图10所示，所述光电接收器包括接收器内芯1和位于内芯外侧的水冷套2，所述水冷套2通过紧固螺丝3固定在调整支架4上，所述调整支架4的底部设置有底座5，所述接收器内芯1的信号输出端经开关输入通道与所述第一微处理器的信号输入端连接。光电接收器简称接收器，用于探测玻璃液面反射来的激光光斑位移信号，为所述主机传递原始信号。使用环境温度：0℃~60℃。使用时，激光束照射到硅光电池组件上，接收器下部的两个冷却口用来接循环冷水或冷风（水压或风压不需要太大），以保证接收器在环境温度范围内运行。接收器将激光信号转换成电信号，以毫安级电流输出。输出由三根信号线组成，其中黑色为公共端，蓝色为上通道，黄色为下通道。