一种液位检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液位检测装置及其检测方法，其中，液位检测装置包括：透明衬底；发光二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于发出检测光线；光电二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于接收所述透明衬底第二侧表面反射的所述检测光线；其中，所述透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面；所述第一界面存在第一临界角；所述检测光线在所述透明衬底的第二侧表面的入射角大于所述第一临界角。本发明专利技术提供的技术方案，以解决现有液位检测装置体积较大，集成度较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种液位检测装置及其检测方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种液位检测装置及其检测方法。
技术介绍
现有的液位光电检测器有多种制作方式，究其原理，绝大多数均采用了发射管和接收管成对出现的检测方式来进行探测，发射管可发出检测光线，检测光线经过液体折射或反射到达接收管，与检测光线并未经过液体到达接收管相比，接收管接收的检测光线会发生变化，从而达到对液体的液位进行检测的目的。但是现有技术中，液位光电检测器需要将发射管、接收管和用于反射检测光线的棱镜密封成一个整体设备，该整体设备体积较大，集成度较低，不适用于小型设备内液位的测量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种液位检测装置及其检测方法，以解决现有液位检测装置体积较大，集成度较低的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种液位检测装置，包括：透明衬底；发光二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于发出检测光线；光电二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于接收所述透明衬底第二侧表面反射的所述检测光线；其中，所述透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面；所述第一界面存在第一临界角；所述检测光线在所述透明衬底的第二侧表面的入射角大于所述第一临界角。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种液位检测方法，适用于本专利技术任意实施例提供的液位检测方法，包括：将液位检测装置置于空气环境中，控制发光二极管发出检测光线，使得光电二极管接收经过透明衬底的第二侧表面与空气之间的第一界面全反射的所述检测光线，并记录所述光电二极管形成的第一电流值；将所述液位检测装置的透明衬底置于待测液体测量环境中，控制所述发光二极管发出检测光线，使得所述光电二极管接收经过所述透明衬底的第二侧表面反射的所述检测而光线，并记录所述光电二极管形成第二电流值；若所述第一电流值与所述第二电流值之间的差值大于第一设定阈值，则判断待测液体的液位到达所述液位检测装置所处位置。本专利技术中，液位检测装置包括形成在同一透明衬底的第一侧的发光二极管和光电二极管，发光二极管可发出检测光线，光电二极管可接收透明衬底远离发光二极管的一侧(第二侧)表面反射的检测光线，设定透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面，该第一界面存在第一临界角，本实施例控制发光二极管和光电二极管之间的设置距离，使得检测光线在透明衬底的第二侧表面的入射角大于第一临界角，使得在空气环境中，检测光线经过全反射入射至光电二极管中，光电二极管产生的光电流较大，而当透明衬底的第二侧表面为待测液体后，检测光线的光路受到影响不为全反射状态，则光电二极管产生的光电流变小，由此判断待测液体的液位，本实施例中，液位检测装置的同一衬底上同时集成了发光二极管和光电二极管，集成度较高，相对于同一装置中集成独立的发光二极管元件和光电二极管的方案，有效减小液位检测装置的整体尺寸，节省制作成本，能够同时适用于大型设备和小型设备，提高液位检测装置的适用性，此外，衬底为透明衬底，可作为检测光线的反射界面，不需要另外加装棱镜，进一步减小了液位检测装置的体积，提高集成度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种液位检测装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的全反射现象的示意图；图3是本专利技术实施例提供的位于空气环境中的液位检测装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的位于待测液体环境中的液位检测装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种液位检测装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种液位检测方法的流程示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种液位检测装置处于待测液体测量环境的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种液位检测装置处于待测液体测量环境的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的另一种液位检测装置处于待测液体测量环境的结构示意图；图10是本专利技术实施例提供的一种液位检测装置处于微流控测量环境的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供了一种液位检测装置，包括：透明衬底；发光二极管，设置于透明衬底的第一侧，用于发出检测光线；光电二极管，设置于透明衬底的第一侧，用于接收透明衬底第二侧表面反射的检测光线；其中，透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面；第一界面存在第一临界角；检测光线在透明衬底的第二侧表面的入射角大于第一临界角。需要注意的是，透明衬底的第二侧表面与空气之间形成的界面为第一界面，若透明衬底的第二侧表面接触的为其他环境，例如，液体、固体等，则透明衬底的第二侧表面与其他环境之间的界面则不为上述第一界面，例如，透明衬底的第二侧表面与待测液体之间的界面为第二界面，每种界面对应一个临界角，上述第一临界角为液位检测装置还未对待测液体进行测量，在空气环境中的临界角。本专利技术实施例中，液位检测装置包括形成在同一透明衬底的第一侧的发光二极管和光电二极管，发光二极管可发出检测光线，光电二极管可接收透明衬底远离发光二极管的一侧(第二侧)表面反射的检测光线，设定透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面，该第一界面存在第一临界角，本实施例控制发光二极管和光电二极管之间的设置距离，使得检测光线在透明衬底的第二侧表面的入射角大于第一临界角，使得在空气环境中，检测光线经过全反射入射至光电二极管中，光电二极管产生的光电流较大，而当透明衬底的第二侧表面为待测液体后，检测光线的光路受到影响不为全反射状态，则光电二极管产生的光电流变小，由此判断待测液体的液位，本实施例中，液位检测装置的同一衬底上同时集成了发光二极管和光电二极管，集成度较高，相对于同一装置中集成独立的发光二极管元件和光电二极管的方案，有效减小液位检测装置的整体尺寸，节省制作成本，能够同时适用于大型设备和小型设备，提高液位检测装置的适用性，此外，衬底为透明衬底，可作为检测光线的反射界面，不需要另外加装棱镜，进一步减小了液位检测装置的体积，提高集成度。以上是本专利技术的核心思想，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例提供的一种液位检测装置的结构示意图，如图1所示，液位检测装置包括透明衬底11，透明衬底11上同时集成设置了发光二极管12和光电二极管13，透明衬底11包括相对的第一侧和第二侧，发光二极管12和光电二极管13同时设置于透明衬底11的第一侧，发光二极管12能够发出用于检测待测液体的检测光线，光电二极管13用于接收透明衬底11的第二侧表面反射回来的检测光线，光电二极管13通过其自身产生的光电流的变化判断透明衬底11的第二侧表面接触的为空气环境还是待测液体环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位检测装置，其特征在于，包括：透明衬底；/n发光二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于发出检测光线；/n光电二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于接收所述透明衬底第二侧表面反射的所述检测光线；/n其中，所述透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面；所述第一界面存在第一临界角；所述检测光线在所述透明衬底的第二侧表面的入射角大于所述第一临界角。/n

【技术特征摘要】
1.一种液位检测装置，其特征在于，包括：透明衬底；
发光二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于发出检测光线；
光电二极管，设置于所述透明衬底的第一侧，用于接收所述透明衬底第二侧表面反射的所述检测光线；
其中，所述透明衬底的第二侧表面与空气之间形成第一界面；所述第一界面存在第一临界角；所述检测光线在所述透明衬底的第二侧表面的入射角大于所述第一临界角。


2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述发光二极管包括依次远离所述透明衬底设置的第一掺杂部、发光部和第二掺杂部；所述光电二极管包括依次远离所述透明衬底设置的第三掺杂部、光电转换部和第四掺杂部；
所述第一掺杂部和所述第三掺杂部同层设置；所述发光部和所述光电转换部同层设置；所述第二掺杂部和所述第四掺杂部同层设置。


3.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，所述第一掺杂部为N型掺杂层，所述第二掺杂部为P型掺杂层；所述第三掺杂部为N型掺杂层，所述第四掺杂部为P型掺杂层。


4.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，所述发光二极管和所述光电二极管之间设置有绝缘层；所述绝缘层为非透光材料。


5.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，所述透明衬底的材料为蓝宝石、碳化硅和硅中的至少一种。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李携曦，陈亮，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44