【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及药品液位检测，具体为一种透明瓶液位传感器。
技术介绍
1、在饮料和医药灌装生产过程中，经常需要检测瓶内的液位是否灌装到位。目前常用的做法是用单波长对射式的光电传感器或者机器视觉图像处理办法。由于在加注的过程中，会有气泡产生，同时也会有水珠挂壁等情况，对于传感器的信号衰减变得不稳定，从而导致结果检测不稳定。现在主流的解决办法是在灌装后端用机器视觉的来检测液位。虽然机器视觉功能强大，但是系统庞大、价格高昂、并且技术维护难度很高，对于企业也是不小的费用负担。
2、1，单波长850nm液位传感器的不足：
3、1.1 调试难度大。由于大多数的瓶体是透明的，透明瓶体对于光的衰减很弱，同时内部灌装的液位也多数为透明的，透明液体对于光的衰减也很弱，所以两者的信号非常接近，目前的传感器只能通过按钮或者旋钮来设定灵敏度，但是要精确设定微弱信号两者之间的阈值很复杂。
4、1.2 产生误信号。对于某些瓶体，在灌装了液体之后，从原理上变成了一个凸透镜，对信号起到放大的作用。瓶体在移动经过传感器时，接收器会在瓶体中间突然收到一个大的能量，产生一个误信号。
5、1.3 气泡影响大。在灌装的过程中，容易产生气泡。气泡的多少以及大小会影响对于光的衰减。如果气泡量小，对于光的衰减接近于瓶体两侧瓶壁对于发射光的吸收量。接受器灵敏度调得太高，瓶体侧壁跟气泡无法分出。如果灵敏度过低，则影响瓶体整体检测效果，会出现漏检的情况。
6、提出了一款以双波长（850nm/1450nm）为检测手段的传感器，可
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种透明瓶液位传感器，具备首次应用双波长的检测方案，从而达成了可以稳定检测透明瓶体液位，不用担心气泡、水珠的干扰。采用精确示教算法，可以进行精确设置，采用一体式门型结构，简化了安装，提高了工程效率，节省成本，减少安装难度，防止外部液体的侵蚀等优点，解决了上述
技术介绍
中存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种透明瓶液位传感器，包括上框、下框和硬件电路系统，所述上框与下框之间通过紧固螺钉进行连接，所述紧固螺钉的安装处填充有垫片；
3、所述下框的内侧安装有镜头，所述镜头朝向下框的内侧；
4、所述下框的内部安装有对应镜头处的led/pd组件，所述led/pd组件关于传感器的中面对称设置有两组；
5、所述下框的内部安装有pcba，所述下框的背部有连接器；
6、所述下框的内部安装有导光柱，所述下框的背部安装有显示器，所述下框的背部安装有薄膜按键；
7、所述led/pd组件中led、pd发出的光波长不同，所述硬件电路系统分为红外线发射与接收系统、信号处理系统以及接口系统；
8、所述led/pd组件与pcba双向连接，所述pcba的输出端与显示器单向连接，所述pcba的输入端与连接器双向连接，所述pcba的输入段与薄膜按键单向连接；
9、两组所述led/pd各自通过镜头，以10khz的频率间隙性发射和接收红外光，pd把光强转化为模拟量电压，并输入到信号处理系统。
10、优选的，所述上框和下框的连接缝隙处填充有胶层，所述下框的两端打孔并led/pd组件安装在孔中。
11、优选的，所述上框和下框的整体结构为门形，两组所述led/pd组件的波长分别为850nm和1450nm。
12、优选的，所述导光柱至少设置有横向的三根。
13、优选的，所述红外线发射与接收系统由两组led/pd组件构成。
14、优选的，所述信号处理系统是整个控制的中枢，首先以10khz周期让两组led和pd进行工作，并将pd的返回的模拟信号转为数字信号进行处理，运行相关的算法并将结果输出到接口系统。
15、优选的，所述接口系统包含了电源管理、连接器、薄膜按钮以及显示器，电源管理模块提供稳定的电源给到各个芯片；连接器用于传感器在自学习过程以及工作过程的信号控制；薄膜按钮主要用于自学习过程中的交互；显示器则把当前的状态显示出来。
16、优选的，本专利提出一种双波长（850nm/1450nm）的可以检测透明瓶内液体液位的传感器。该传感器同时集成了850nm/1450nm两组对射led/pd，并以此硬件基础开发了相应的精确示教算法，使得传感器可以经过简单地安装调试就可以稳定地检测透明瓶内的液位。
17、优选的，其工作原理为：分别利用850nm和1450nm波段的红外光对瓶体进行扫描。由于水对于1450nm波长的红外光具有很强的吸收能力，即光在接收器上表现出来的衰减量很大。而瓶体对于该波长的衰减量相对于水没那么大。从接收器的角度看，可以明显地把瓶体以及水分能够区分出来。但是气泡和挂壁水珠同样会对光造成大的衰减，从而无法明确区分液位。
18、而850nm波段的红外光则没有对水分有那么强的选择性，气泡和水珠没有明显的衰减，从而气泡和水珠可以被识别出来。然而瓶体对于该波长具有较大的衰减，特别是两侧壁会有明显的衰减。
19、综上，需要将两个波段的信号同时拿来出来处理才可以准确地将液位从气泡、挂壁水珠以及瓶侧壁的干扰信号中筛选出来。简化后的结果处理方式如下：
20、1-表示接收器的信号高于阈值；
21、0-表示接收器的信号低于阈值。其图表如图4所示。即只有当1450nm和850nm两组信号同时确认时，才表示是液体。
22、精确示教算法如下：
23、将led和pd的光路清空，上电以10khz间隙打开1450nm和850nm led和pd，并将各自的值记录下来。
24、1450用p表示，850用n表示。
25、在某个时间点，分别记录为pt和nt；
26、光路为空时，记录为p0和n0；
27、光路上有空瓶，记录为p1和n1；
28、瓶内有液体，记录为p2和n2；
29、气泡，记录为p3和n3；
30、水珠，记录为p4和n4；
31、侧壁，记录为p5和n5。
32、首先，清空光路，记录pt和nt，将最小值ptmin 和ntmin分别赋值给p0和n0，作为空光路的阈值。
33、其次，将空瓶放入光路，在光路上以不同的速度和角度移动，尽量模拟各种极端情况，并将最小值ptmin 和ntmin分别赋值给p1和n1，作为空瓶的阈值。
34、再次，将有液体的瓶子放入光路，在光路上以不同的速度和角度移动，尽量模拟各种极端情况，并将最小值ptmin 和ntmin分别赋值给p2和n2，作为瓶内有液体的阈值。
35、再次，将有液体的气泡放入光路，在光路上以不同的速度和角度移动，尽量模拟各种极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透明瓶液位传感器，其特征在于，包括上框（1）、下框（2）和硬件电路系统，所述上框（1）与下框（2）之间通过紧固螺钉（3）进行连接，所述紧固螺钉（3）的安装处填充有垫片（4）；
2.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述上框（1）和下框（2）的连接缝隙处填充有胶层，所述下框（2）的两端打孔并LED/PD组件（6）安装在孔中。
3.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述上框（1）和下框（2）的整体结构为门形，两组所述LED/PD组件（6）的波长分别为850nm和1450nm。
4.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述导光柱（9）至少设置有横向的三根。
5.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述红外线发射与接收系统由两组LED/PD组件（6）构成。
6.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述信号处理系统是整个控制的中枢，首先以10KHz周期让两组LED和PD进行工作，并将PD的返回的模拟信号转为数字信号进行处理，运行相
7.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述接口系统包含了电源管理、连接器（8）、薄膜按钮以及显示器（10），电源管理模块提供稳定的电源给到各个芯片；连接器（8）用于传感器在自学习过程以及工作过程的信号控制；薄膜按钮主要用于自学习过程中的交互；显示器（10）则把当前的状态显示出来。
...【技术特征摘要】
1.一种透明瓶液位传感器，其特征在于，包括上框（1）、下框（2）和硬件电路系统，所述上框（1）与下框（2）之间通过紧固螺钉（3）进行连接，所述紧固螺钉（3）的安装处填充有垫片（4）；
2.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述上框（1）和下框（2）的连接缝隙处填充有胶层，所述下框（2）的两端打孔并led/pd组件（6）安装在孔中。
3.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述上框（1）和下框（2）的整体结构为门形，两组所述led/pd组件（6）的波长分别为850nm和1450nm。
4.根据权利要求1所述的一种透明瓶液位传感器，其特征在于：所述导光柱（9）至少设置有横向的三根。
【专利技术属性】
技术研发人员：叶勇，邱显涛，陈旺，崔紫媛，
申请(专利权)人：深圳市汇像信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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