專利名稱：光學(xué)式浮體水位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)式浮體水位計(jì)，更進(jìn)一步詳細(xì)而言，本案為一 種用于燃料電池系統(tǒng)中針對(duì)燃料混合槽內(nèi)燃料溶液的液體高度計(jì)量，該水位 計(jì)可有效提供燃料電池系統(tǒng)中燃料存量的正確分析計(jì)量或是提供有無(wú)液體的
4呂息。
背景技術(shù)：
燃料電池，是繼續(xù)添加燃料以維持其電力，其中最適合可攜式微小型系
統(tǒng)者，包括質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell; PEMFC )和直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell; DMFC )，此二者 皆能在室溫下運(yùn)作，具備體積小、重量輕、方便電池堆設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。其中在 燃料的添加部份，需要有一機(jī)制來(lái)得知目前燃料的液面高度，若能有一測(cè)量 水位高度或是提供有無(wú)液體的信息讓使用者補(bǔ)充燃料的水位計(jì)，必定能獲得 這方面問題的解決，又本發(fā)明采用光學(xué)的方式，并且使用浮體載浮于水面上， 更可確保燃料的穩(wěn)定性，且本光學(xué)方式，可以模塊化制造，達(dá)到精準(zhǔn)、精確、 大量生產(chǎn)與價(jià)格低廉等之功效。
有鑒于上述等問題，本發(fā)明之目的在提供一種光學(xué)式浮體水位計(jì)，使得 現(xiàn)有技術(shù)中要解決燃料儲(chǔ)存量的問題，借由本發(fā)明能有效的解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是提供一光學(xué)式浮體水位計(jì)，其是利用一浮體反射鏡體及一 光學(xué)感應(yīng)器來(lái)分析混合燃料槽燃料溶液的液面的高度或是有無(wú)液體的存在。
本發(fā)明主要是提供一混合燃料槽，其包括一中空密封的槽體結(jié)構(gòu)，且該 燃料混合槽可配置有一混合溶液于內(nèi)部。本發(fā)明之再一 目的，可依上述光學(xué)式水位計(jì)來(lái)判定除該混合溶液高度外， 亦可判定燃料匣使用狀況，進(jìn)一步提醒使用者補(bǔ)充燃料。
上述本發(fā)明之目的實(shí)現(xiàn)，其基本原理是于一個(gè)混合燃料槽的一處安置一 光發(fā)射裝置，并在另 一側(cè)或在同 一端的該光發(fā)射裝置設(shè)有另 一光接收裝置， 該光發(fā)射裝置與光接收裝置位可于同一法線上，其中，該法線對(duì)應(yīng)的意義， 為使測(cè)試光源于入射時(shí)，不因不同介質(zhì)所造成的折射與反射變化，而影響偵 測(cè)結(jié)果，又燃料混合槽中有混合溶液，該混合溶液具有一高水位高度與低水 位高度，并具有一高度水位，當(dāng)測(cè)試光從光發(fā)射裝置發(fā)射出來(lái)，到達(dá)光接收 裝置，該測(cè)試光源再經(jīng)過(guò)混合溶液時(shí)，因不同的液面高度，在光接收裝置端， 會(huì)呈現(xiàn)不同的變化，上述所呈現(xiàn)的結(jié)果可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，來(lái)分析液面
的高度；該光發(fā)射裝置與光接收裝置可為一個(gè)或數(shù)個(gè)組件的組成，非只限定 一組的結(jié)合，即一對(duì)一、 一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的組合。另一實(shí)施態(tài)樣， 將上述該光發(fā)射裝置，以適合在任一狀態(tài)下，皆能正常測(cè)量。
為使熟悉該項(xiàng)技藝人士了解本發(fā)明之目的、特征及功效，茲借由下述具 體實(shí)施例，并配合所附的圖式，詳加說(shuō)明如后。


圖1為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第一具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖； 圖2為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第二具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖； 圖3為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第三具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖； 圖4為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第四具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖；以及 圖5為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第五具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1所示，其為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第一具體實(shí)施例的示意圖， 該示意圖用以說(shuō)明本發(fā)明的基本動(dòng)作方式，其中該組件部份可為一個(gè)或數(shù)個(gè) 組件的組成；又該示意圖中包含有一燃料混合槽(101)、 一固定線(102)、 一混 合溶液(103)、 一浮體反射鏡體(104)、 一光學(xué)感應(yīng)器(105)以及一信息端(106),其中該信息端(106)亦包括一微處理器(106a)、 一信息輸入端(106b)及一信息輸 出端(106c)，另該該光學(xué)感應(yīng)器(105)亦包括一光發(fā)射裝置(105a)及一光接收裝 置(105b)。
依上述，于該燃料混合槽(101)的一處設(shè)置該光發(fā)射裝置(105a)，并在該 光發(fā)射裝置(105a)旁連接設(shè)置該光接收裝置(105b);上述該光發(fā)射裝置(105a) 是為一可發(fā)出可見光或非可見光的發(fā)光體，可為一激光、紅外線或光發(fā)射二 極管(LED)等可發(fā)光的物體，而該光接受裝置(105b)是為一可接收可見光或非 可見光的裝置，以本發(fā)明為例，該光接受裝置(105b)可為一P-I-N光偵測(cè)器或 APD光偵測(cè)器，是用來(lái)接收自該光發(fā)射裝置(105a)的光源；又該浮體反射鏡 體(104)是配置于該燃料混合槽(101)中，且該浮體反射鏡體(104)的體積密度小 于該混合溶液(103)，使得該浮體反射鏡體(104)可載浮該混合溶液(103)的液 面，為求避免該浮體反射鏡體(104)于液面上有不必要的平行位移產(chǎn)生，因此 需安裝該固定線(102)使得該浮體反射鏡體(104)可平穩(wěn)隨水位高度而有垂直 的位移變動(dòng)；又該信息端(106)裝置是置于該燃料混合槽(101)的外部且電氣連 接至該光學(xué)感應(yīng)器(105)，當(dāng)該光接收裝置(105b)接收到反射的信號(hào)，經(jīng)該信 息輸入端(106b)電氣輸入至該微處理器(106a)，演算該混合溶液(103)的液面高 度，后可將其結(jié)果經(jīng)該信息輸出端(106c)輸出至主控端等；又該燃料混合槽 (101)中的該混合溶液(103)液面高度亦可預(yù)先設(shè)定一高水位高度位置(107)和 一低水位高度位置(108)，該高水位高度位置(107)為該混合溶液(103)液面于該 燃料混合槽(IOI)中的最高水位位置，該低水位高度位置(108)為該混合溶液 (103)液面于燃料混合槽中的最低水位位置。當(dāng)該微處理器(106a)經(jīng)演算處理 后所得該混合溶液(103)的高度值與該高水位高度位置(107)的高度相符合或 高于時(shí)，該微處理器(106a)會(huì)依其演算該混合溶液(103)的液面高度結(jié)果發(fā)出 一該燃料混合槽(101)的高水位警示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸出端(106c)輸出至 主控端，或當(dāng)該微處理器(106a)經(jīng)演算處理后所得演算該混合溶液(103)液面 的高度值與該低水位高度位置(108)的高度相合或低于時(shí)，該微處理器(106a) 會(huì)依其演算的該混合溶液(103)液面的高度結(jié)果發(fā)出一該燃料混合槽(101)的 低水位提示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸出端(106c)輸出至主控端。然隨著液面高 度變化，該微處理器(106a)亦會(huì)依其演算的該混合溶液(103)液面的高度結(jié)果 發(fā)出符合目前實(shí)際水位高度的信息，并經(jīng)由該信息輸出端(106c)輸出至主控端。
本發(fā)明的基本原理是于一個(gè)混合燃料槽(101)的一處設(shè)置該光發(fā)射裝置 (105a)，而在其側(cè)另設(shè)有該光接收裝置(105b)，該光發(fā)射裝置(105a)與該光接 收裝置(105b)對(duì)應(yīng)方式之方式為在同一法線上(110)，該法線(110)對(duì)應(yīng)的意義， 為使測(cè)試光源于入射時(shí)，不因不同介質(zhì)所造成之反射變化，而影響偵測(cè)結(jié)果， 本實(shí)施例以激光為例，因激光具有高方向性與高亮度，當(dāng)發(fā)射激光處接收到 該浮體反射鏡體(104)的反射，若所發(fā)出的激光屬于脈沖式，則所接收到的反 射光也為脈沖式，因此可以借由測(cè)量發(fā)射時(shí)至接收激光脈沖的時(shí)間差來(lái)計(jì)算 該浮體反射鏡體(104)離該光接收裝置(105b)的距離，此外，可以依照目標(biāo)的 遠(yuǎn)近選用不同功率的激光本體，例如待測(cè)距離較短時(shí)，可采用功率較低的脈 沖He-Ne激光或是半導(dǎo)體激光，而較遠(yuǎn)的待測(cè)距離，則可改用功率較大的脈 沖式Nd:YAG激光；另一種實(shí)施方式亦可，于該混合燃料槽(101)的一處安置 一光學(xué)感應(yīng)器(105)，當(dāng)測(cè)試光線自該光發(fā)射裝置(105a)發(fā)射到該浮體反射鏡 體(104)，經(jīng)該浮體反射鏡體(104)反射至該光接收裝置(105b)，該測(cè)試光線的 部分光能會(huì)轉(zhuǎn)換成不同能量，例如熱能或動(dòng)能，利用該光發(fā)射裝置(105a)和 該光接收裝置(105b)測(cè)量的光能值差，則可得知該混合溶液(103)的液面高度； 假設(shè)該燃料混合槽(101)中有該混合溶液(103),當(dāng)測(cè)試光從光發(fā)射裝置(105a) 發(fā)射出來(lái)，并經(jīng)浮體反射鏡體(104)反射，到達(dá)該光接收裝置(105b),因不同 的液面高度，在該光接收裝置(105b)端，會(huì)呈現(xiàn)不同的變化，上述所偵測(cè)的 數(shù)據(jù)結(jié)果，來(lái)分析液面的高度；該光發(fā)射裝置(105a)與該光接收裝置(105b) 可為一個(gè)或數(shù)個(gè)組件的組成，非只限定一組的結(jié)合，即一對(duì)一、 一對(duì)多，多 對(duì)一，多對(duì)多的組合。
參考圖2所示，其為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第二具體實(shí)施例的示意圖， 該示意圖用以說(shuō)明本發(fā)明的基本動(dòng)作方式，其中該組件部份可為一個(gè)或數(shù)個(gè) 組件的組成；又該示意圖中包含有一燃料混合槽(201)、 一固定線(202)、 一混 合溶液(203)、 一聚焦鏡片(211)、 一浮體反射鏡體(204)、 一光源發(fā)射角度 (212a)、 一光源接收角度(212b)、 一光學(xué)感應(yīng)器(205)及一信息端(206),其中 信息端(206)亦包括一微處理器(206a)、 一信息輸入端(206b)及一信息輸出端 (206c),另該光學(xué)感應(yīng)器(205)亦包括一光發(fā)射裝置(205a)及一光接收裝置依上述，其為于該燃料混合槽(201)的一處設(shè)置該光發(fā)射裝置(205a),并 在該光發(fā)射裝置(205a)其側(cè)裝置該光接收裝置(205b);上述該光發(fā)射裝置(205a) 是為一可發(fā)出可見光或非可見光的發(fā)光體，可為一激光、紅外線或光發(fā)射二 極管(LED)等發(fā)光體，而該光接受裝置(205b)是為一可接收可見光或非可見光 之裝置，以本發(fā)明為例，該光接受裝置(205b)可為一 P-I-N光偵測(cè)器或APD 光偵測(cè)器，是用來(lái)接收自該光發(fā)射裝置(205a)的光源；又該信息輸出端(206c) 裝置于該燃料混合槽(201)的外部電氣連接至該光接收裝置(205b);又該浮體 反射鏡體(204)是配置于該燃料混合槽(201)中的混合溶液(203)，且該浮體反射 鏡體(204)的體積密度小于該混合溶液(203)，使得該浮體反射鏡體(204)可載浮 該混合溶液(203)的液面，為求避免該浮體反射鏡體(204)于液面上有不必要的 平行位移產(chǎn)生，因此需安裝該固定線(202)使得該浮體反射鏡體(204)可平穩(wěn)隨 水位高度而有垂直的位移變動(dòng)；又該信息端(206)是置于該燃料混合槽(201) 的外部且電氣連接至該光學(xué)感應(yīng)器(205),當(dāng)該光接收裝置(205b)接收到反射 的信號(hào)，經(jīng)該信息輸入端(206b)電氣輸入至該微處理器(206a)，演算該混合溶 液(203)的液面高度，后可將其結(jié)果經(jīng)該信息輸出端(206c)輸出至主控端等； 又該燃料混合槽(201)中的該混合溶液(203)液面高度亦可預(yù)先設(shè)定一高水位 高度位置(207)和一低水位高度位置(208)，該高水位高度位置(207)為該混合溶 液(203)于該燃料混合槽(201)中的最高水位位置，該低水位高度位置(208)為該 混合溶液(203)于該燃料混合槽(201)中的最低水位位置。當(dāng)該^t處理器(206a) 經(jīng)演算處理后所得該混合溶液(203)的液面高度值與該高水位高度位置(207) 的高度相符合或高于時(shí)，該微處理器(206a)會(huì)依其演算的該混合溶液(203)的 液面高度結(jié)果發(fā)出 一該燃料混合槽(201)的高水位警示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸 出端(206c)輸出至主控端，或當(dāng)該微處理器(206a)經(jīng)演算處理后所得該混合溶 液(203)的液面高度值與該低水位高度位置(208)的高度相合或低于時(shí)，該微處 理器(206a)會(huì)依其演算的該混合溶液(203)的液面高度結(jié)果發(fā)出 一該燃料混合 槽(201)的低水位提示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸出端(206c)輸出至主控端。然隨 著液面高度變化，該樣i處理器(206a)亦會(huì)依其演算的該混合溶液(203)液面的 高度結(jié)果發(fā)出符合目前實(shí)際水位高度的信息，并經(jīng)由該信息輸出端(206c)輸 出至主控端。本發(fā)明的基本原理是于一個(gè)混合燃料槽(201)的一處配置該光發(fā)射裝置 (205a)，而在其側(cè)另設(shè)有該光接收裝置(205b)，將該聚焦鏡片(21 l)置入于該光 發(fā)射裝置(205a)與該光接收裝置(205b)前端，該焦距鏡片(21 l)是可依據(jù)不同水
源發(fā)射角度(212a)的值亦等于該光源接收角度(212b)的值，當(dāng)該混合溶液(203) 的液面高度產(chǎn)生高低變化時(shí)，該光源發(fā)射角度(212a)亦產(chǎn)生大小變化，故 可借由當(dāng)時(shí)的水平液面所需之該光源發(fā)射角度(212a)的值與初始水平液面的 該光源發(fā)射角度(212a)的差值來(lái)得知該混合燃料槽(201)中該混合溶液(203)面 水位高低變化。故該燃料混合槽(201)中有該混合溶液(203),該混合溶液(203) 具有該高水位高度位置(207)與該低水位高度位置(208)，當(dāng)測(cè)試光從該光發(fā)射 裝置(205a)發(fā)射出來(lái)，并經(jīng)該浮體反射鏡體(204)反射后到達(dá)該光接收裝置 (205b)，將因不同的液面高度，使該光學(xué)感應(yīng)器(205)端會(huì)呈現(xiàn)不同的變化， 上述所呈現(xiàn)的結(jié)果可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)分析液面的高度；該光發(fā)射裝置 (205a)與光接收裝置(205b)可為一個(gè)或數(shù)個(gè)組件的組成，非只限定一組的結(jié) 合，即一對(duì)一、 一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的組合。
參考圖3所示，其為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第三具體實(shí)施例的示意圖， 該示意圖用以說(shuō)明本發(fā)明之基本動(dòng)作方式，其中該組件部份可為一個(gè)或數(shù)個(gè) 組件的組成；又該示意圖中包含有一燃料混合槽(301)、 一圓形連通管(302)、 一混合溶液(303)、 一浮體透鏡體(304)、 一光學(xué)感應(yīng)裝置(305)及一信息端 (306),其中該信息端(306)亦包括一微處理器(306a)、 一信息輸入端(306b)及 一信息輸出端(306c),另上述該浮體透鏡體(304)為一平面鏡，另上述該光學(xué) 感應(yīng)裝置(305)亦包括一光發(fā)射裝置(305a)及一光接收裝置(305b)。
依上述，其是于該燃料混合槽(301)的一處配置該圓形連通管(302)，該圓 形連通管(302)的一端連接該燃料混合槽(301)的頂部，另一端則是延伸進(jìn)入于 該燃料混合槽(301)中的該混合溶液(303)，該圓形連通管(302)是可避免該浮體 透鏡體(304)平行位移的產(chǎn)生；該圓形連通管(302)的管壁乃是以細(xì)網(wǎng)制造，以 便于該混合溶液(303)可引入于該圓形連通管(302);該光發(fā)射裝置(305a)是安 裝于該燃料混合槽(301)的槽頂，并于該光發(fā)射裝置(305a)于該燃料混合槽 (301)槽頂?shù)膶?duì)應(yīng)位置設(shè)置該光接收裝置(305b),且該光發(fā)射裝置(305a)所發(fā)射的光線是將通過(guò)于該圓形連通管(302)至該光接收裝置(305b);上述該光發(fā)射 裝置(305a)是為一可發(fā)出可見光或非可見光的發(fā)光體，可為一激光、紅外線 或光發(fā)射二極管(LED)，而該光接受裝置(305b)是為一可接收可見光或非可見 光的裝置，以本發(fā)明為例，該光接受裝置(305b)可為一P-I-N光偵測(cè)器或APD 光偵測(cè)器，是用來(lái)接收自該光發(fā)射裝置(305a)的光源；又該浮體透鏡體(304) 是配置于該燃料混合槽(301)中的該混合溶液(303),且該浮體透鏡體(304)的體 積密度小于該混合溶液(303)，使得該浮體透鏡體(304)可載浮該混合溶液(303) 的液面，該浮體透鏡體(304)以該圓形連通管(302)的內(nèi)壁(311)做為導(dǎo)引，隨混 合燃料槽(301)中的水位高度位置波動(dòng)且可平穩(wěn)隨水位高度而有垂直的位移 變動(dòng)；又該信息端(306)是置于該燃料混合槽(301)的外部且電氣連接至該光學(xué) 感應(yīng)器(305)，當(dāng)該光接收裝置(305b)接收到穿透光線的信號(hào)，經(jīng)該信息輸入 端(306b)電氣輸入至該微處理器(306a)演算燃料液面高度后，可將其結(jié)果經(jīng)該 信息輸出端(306c)輸出至主控端等；又該燃料混合槽(301)中的該混合溶液 (303)液面高度亦可預(yù)先設(shè)定一高水位高度位置(307)和一低水位高度位置 (308)，該高水位高度位置(307)為該混合溶液(303)于該燃料混合槽(301)中的 最高水位位置，該低水位高度位置(308)為該混合溶液(303)于該燃料混合槽 (301)中的最低水位位置。當(dāng)該微處理器(306a)經(jīng)演算處理后所得該混合溶液 (303)的液面高度值與該高水位高度位置(307)的高度相符合或高于時(shí)，該微處 理器(306a)會(huì)依其演算的該混合溶液(303)高度結(jié)果發(fā)出一該燃料混合槽(301) 的高水位警示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸出端(306c)輸出至主控端，或當(dāng)該微處 理器(306a)經(jīng)演算處理后所得演算該混合溶液(303)的液面高度值與該低水位 高度位置(308)的高度相合或低于時(shí)，該微處理器(306a)會(huì)依其演算的該混合 溶液(303)的液面高度結(jié)果發(fā)出一該燃料混合槽(301)的低水位提示信號(hào)，并經(jīng) 由該信息輸出端(306c)輸出至主控端。然隨著液面高度變化，該微處理器(306a) 亦會(huì)依其演算的該混合溶液(303)液面的高度結(jié)果發(fā)出符合目前實(shí)際水位高 度的信息，并經(jīng)由該信息輸出端(306c)輸出至主控端。
本發(fā)明的基本原理是于該混合燃料槽(301)的一處安置該光發(fā)射裝置 (305a)，而在其另一端對(duì)應(yīng)位置安置該光接收裝置(305b)，當(dāng)測(cè)試光線自該光 發(fā)射裝置(305a)發(fā)射到該浮體透鏡體(304)時(shí)，該測(cè)試光線經(jīng)由穿透于該浮體 透鏡體(304)至該光接收裝置(305b)后，其上述過(guò)程將會(huì)因該浮體透鏡體(304)的折射關(guān)系而導(dǎo)致不同介質(zhì)所造成的折射與反射變化，且該測(cè)試光線的部分 光能會(huì)轉(zhuǎn)換成不同能量，例如熱能或動(dòng)能，且因不同液面高度所接受的光線
能量也會(huì)不同，因此利用該光發(fā)射裝置(305a)和該光接收裝置(305b)測(cè)量的光 能值差，則可得知該混合溶液(303)的位差，因不同的液面高度在該光接收裝 置(305b)端時(shí)會(huì)呈現(xiàn)不同的變化，上述所呈現(xiàn)的結(jié)果可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果， 來(lái)分析液面的高度。因激光具有高方向性與高亮度，當(dāng)發(fā)射激光處接收到該 浮體透鏡體(304)的透視，若所發(fā)出的激光屬于脈沖式，則所接收到的穿透光 也是脈沖式，因此可以借由測(cè)量發(fā)射時(shí)至接收激光脈沖的時(shí)間差來(lái)計(jì)算該浮 體透鏡體(304)離該光接收裝置(305b)的距離，此外，可以依照待測(cè)目標(biāo)的遠(yuǎn) 近選用不同功率的激光本體，例如待測(cè)距離較短時(shí)，可采用功率較低的脈沖 He-Ne激光或是半導(dǎo)體激光，而較遠(yuǎn)的待測(cè)距離，則可改用功率較大的脈沖 式Nd:YAG激光；該光發(fā)射裝置(305a)與光接收裝置(305b)可為一個(gè)或數(shù)個(gè) 組件的組成，非只限定一組的結(jié)合，即一對(duì)一、 一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的 組合。
參考圖4所示，其為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第四具體實(shí)施例的示意圖， 該示意圖用以說(shuō)明本發(fā)明的基本動(dòng)作方式，其中該組件部份可為 一個(gè)或數(shù)個(gè) 組件的組成；又該示意圖中包含有一燃料混合槽(401)、 一混合溶液(403)、 一 浮體反射鏡體(404)、 一光學(xué)感應(yīng)器(405)及一信息端(406)，該信息端(406)亦 包括一微處理器(406a)、 一信息輸入端(406b)及一信息輸出端(406c)，上述該 光學(xué)感應(yīng)器(405)亦包括一光發(fā)射裝置(405a)及多個(gè)光接收裝置(405b)。
依上述，其是于該燃料混合槽(401)的一處裝置該光發(fā)射裝置(405a)，并 在其燃料混合槽(401)于該光發(fā)射裝置(405a)同面配置多個(gè)光接收裝置(405b), 若欲達(dá)到所要求的精密度與準(zhǔn)確度，可視其燃料混合槽狀況增減該光接收裝 置(405b)的數(shù)目，令其符合所需準(zhǔn)確度；上述該光發(fā)射裝置(405a)是為一可發(fā) 出可見光或非可見光的發(fā)光體，可為一激光、紅外線或光發(fā)射二極管(LED), 而該光接受裝置(405b)是為一可接收可見光或非可見光的裝置，以本發(fā)明為 例，該光接受裝置(405b)可為一 P-I-N光偵測(cè)器或APD光偵測(cè)器，是用來(lái)接 收自光發(fā)射裝置(405a)的光源；又該浮體反射鏡體(404)的光源反射面可為一 半圓凹面鏡或一半圓凸面鏡，且該浮體反射鏡體(404)的體積密度小于該混合溶液(403),使得該浮體反射鏡體(404)可載浮該混合溶液(403)的液面；又該信
(405)，當(dāng)該光接收裝置(405b)接收到反射的信號(hào)，經(jīng)該信息輸入端(406b)電氣 輸入至該微處理器(406a),演算該混合溶液(403)的液面高度，后可將其結(jié)果 經(jīng)該信息輸出端(406c)輸出至主控端等；又該燃料混合槽(401)中的該混合溶 液(403)液面高度亦可定義一高水位高度位置(407)和一低水位高度位置(408), 該高水位高度位置(407)為該混合溶液(403)于該燃料混合槽(401)中的最高水 位位置，該低水位高度位置(408)為該混合溶液(403)于該燃料混合槽(401)中的 最低水位位置。當(dāng)該微處理器(406a)經(jīng)演算處理后所得該混合溶液(403)的液 面高度值與該高水位高度位置(407)的高度相符合或高于時(shí)，該微處理器(406a) 會(huì)依其演算的該混合溶液(403)面高度結(jié)果發(fā)出一該燃料混合槽(401)的高水 位警示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸出端(406c)輸出至主控端，或如當(dāng)該微處理器 (406a)經(jīng)演算處理后所得該混合溶液(403)的液面高度值與該低水位高度位置 (408)的高度相合或低于時(shí)，該微處理器(406a)會(huì)依其演算的該混合溶液(403) 的液面高度結(jié)果發(fā)出一該燃料混合槽(401)的低水位提示信號(hào)，并經(jīng)由該信息 輸出端(406c)輸出至主控端。然隨著液面高度變化，該微處理器(406a)亦會(huì)依 其演算的該混合溶液(403)液面的高度結(jié)果發(fā)出符合目前實(shí)際水位高度的信 息，并經(jīng)由該信息輸出端(406c)輸出至主控端。
本發(fā)明的基本原理是于一個(gè)燃料混合槽(401)的一處裝置該光發(fā)射裝置 (405a)，并在其燃料混合槽(401)于該光發(fā)射裝置(405a)同面配置多個(gè)光接收裝 置(405b),當(dāng)測(cè)試光線于該光發(fā)射裝置(405a)發(fā)射出來(lái)至該浮體反射鏡體 (404)，經(jīng)該浮體反射鏡體(404)的光源反射面反射至該若干個(gè)光接收裝置 (405b)，因該浮體反射鏡體(404)可于該混合溶液(403)的液面上任何位置，亦 能以不同角度反射測(cè)試光線至若干個(gè)該光接收裝置(405b);并借由該光學(xué)感 應(yīng)器(405)中預(yù)設(shè)的該光接收裝置(405b)與該光發(fā)射裝置(405a)之間的距離 (R、 R，等)，和經(jīng)由反射測(cè)定自該浮體反射鏡體(404)與各若干個(gè)該光接收 裝置(405b)的距離(L、 L，等)，可利用受光的光接收裝置(405b),進(jìn)行多方 位定位該浮體反射4竟體(404)于該混合溶液(403)的液面上相對(duì)的坐標(biāo)位置，該 光學(xué)感應(yīng)器(405)可將其所得位置相對(duì)距離或角度等相關(guān)信息電氣輸入至微 處理器(406a)，并利用三角定位算法或其它相關(guān)算法計(jì)算出該混合溶液(403)的液面高度值。因激光具有高方向性與高亮度，當(dāng)發(fā)射激光處接收到該浮體
反射鏡體(404)的反射，若所發(fā)出的激光光屬于脈沖式，則所接收到的反射光 也是脈沖式，可以依照目標(biāo)的遠(yuǎn)近選用不同功率的激光本體，例如待測(cè)距離 較短時(shí)，可采用功率較低的脈沖He-Ne激光或是半導(dǎo)體激光，而較遠(yuǎn)的待測(cè) 距離，則可改用功率較大的脈沖式Nd:YAG激光；該光發(fā)射裝置(405a)與光 接收裝置(405b)可為一個(gè)或數(shù)個(gè)組件的組成，非只限定一組的結(jié)合，即一對(duì) 一、 一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的組合。
參考圖5所示，其為本發(fā)明光學(xué)式浮體水位計(jì)第五具體實(shí)施例的示意圖， 該示意圖用以說(shuō)明本發(fā)明的基本動(dòng)作方式，其中該組件部份可為 一個(gè)或數(shù)個(gè) 組件的組成；又該示意圖中包含有一燃料混合槽(501)、 一光源發(fā)射角度 (502a)、 一光源接收角度(502b)、 一混合溶液(503)、 一浮體反射鏡體(504)、 一光學(xué)感應(yīng)器(505)及一信息端(506)，該信息端(506)亦包括一微處理器 (506a)、 一信息輸入端(506b)及一信息輸出端(506c)，上述該光學(xué)感應(yīng)器(505) 亦包括一光發(fā)射裝置(505a)及多個(gè)光接收裝置(505b)。
依上述，其是于該燃料混合槽(501)平面的一側(cè)裝置該光發(fā)射裝置(505a)， 并在其燃料混合槽(501)于該光發(fā)射裝置(405a)同面配置一列的該光接收裝置 (505b)，若欲達(dá)到所要求的精密度與準(zhǔn)確度，可視其燃料混合槽狀況增減該 光接收裝置(505b)的數(shù)目，令其符合所需準(zhǔn)確度；上述該光發(fā)射裝置(505a) 是為一可發(fā)出可見光或非可見光之發(fā)光體，可為一激光、紅外線或光發(fā)射二 極管(LED),而該光接受裝置(505b)是為一可接收可見光或非可見光的裝置， 以本發(fā)明為例，該光接受裝置(505b)可為一 P-I-N光偵測(cè)器或APD光偵測(cè)器， 是用來(lái)接收自光發(fā)射裝置(505a)的光源；又該浮體反射鏡體(504)是配置于該 燃料混合槽(501)中，為求避免該浮體反射鏡體(504)于液面上有不必要的平行 位移產(chǎn)生，因此該浮體反射鏡體(504)的平面面積略小于該燃料混合槽(501) 的平面面積以便上下浮動(dòng)，且該浮體反射鏡體(504)的體積密度小于該混合溶 液(503)，使得該浮體反射鏡體(504)可載浮該混合溶液(503)的液面；又該信息 端(506)裝置是置于該燃料混合槽(501)的外部且電氣連接至該光學(xué)感應(yīng)器 (505)，當(dāng)該光接收裝置(505b)接收到反射的信號(hào)，經(jīng)該信息輸入端(506b)電氣 輸入至該微處理器(506a),演算該混合溶液(503)的液面高度，后可將其結(jié)果經(jīng)該信息輸出端(506c)輸出至主控端等；又該燃料混合槽(501)中的該混合溶 液(503)液面高度亦可定義一高水位高度位置(507)和一低水位高度位置(508)， 該高水位高度位置(507)為該混合溶液(503)于該燃料混合槽(501)中的最高水 位位置，該低水位高度位置(508)為該混合溶液(503)于該燃料混合槽(501)中的 最低水位位置。當(dāng)該微處理器(506a)經(jīng)演算處理后所得該混合溶液(503)的液 面高度值與該高水位高度位置(507)的高度相符合或高于時(shí)，該微處理器(506a) 會(huì)依其演算的該混合溶液(503)面高度結(jié)果發(fā)出 一該燃料混合槽(501)的高水 位警示信號(hào)，并經(jīng)由該信息輸出端(506c)輸出至主控端，或如當(dāng)該微處理器 (506a)經(jīng)演算處理后所得該混合溶液(503)的液面高度值與該低水位高度位置 (508)的高度相合或低于時(shí)，該微處理器(506a)會(huì)依其演算的該混合溶液(503) 的液面高度結(jié)果發(fā)出一該燃料混合槽(501)的低水位提示信號(hào)，并經(jīng)由該信息 輸出端(506c)輸出至主控端。然隨著液面高度變化，該微處理器(506a)亦會(huì)依 其演算的該混合溶液(503)液面的高度結(jié)果發(fā)出符合目前實(shí)際水位高度的信 息，并經(jīng)由該信息輸出端(506c)輸出至主控端。
本發(fā)明的基本原理是于一個(gè)燃料混合槽(501)平面的一側(cè)裝置該光發(fā)射 裝置(505a)，并在其燃料混合槽(501)于該光發(fā)射裝置(505a)同面配置一列的光 接收裝置(505b),當(dāng)水位高度處于高水位高度位置時(shí)測(cè)試光線于該光發(fā)射裝 置(505a)發(fā)射出來(lái)至該浮體反射鏡體(504)，經(jīng)該浮體反射鏡體(504)的光源反 射面反射至該燃料混合槽(501)另一側(cè)的光接收裝置(505b)，因此當(dāng)浮體反射 鏡體(504)于該混合溶液(503)的液面上下移動(dòng)位置時(shí)，依其光發(fā)射裝置(505a) 發(fā)射至該浮體反射鏡體(504)于一對(duì)應(yīng)法線(510)上角度的發(fā)射角度(502a)及反 射角度(502b)相同惟反射位置不同的原理，亦能將測(cè)試光線反射至另 一較遠(yuǎn) 或較近之該光接收裝置(505b)。因激光具有高方向性與高亮度，當(dāng)發(fā)射激光 處接收到該浮體反射鏡體(504)的反射，若所發(fā)出的激光屬于脈沖式，則所接 收到的反射光也是脈沖式，可以依照目標(biāo)的遠(yuǎn)近選用不同功率的激光本體， 例如待測(cè)距離較短時(shí)，可采用功率較低的脈沖He-Ne激光或是半導(dǎo)體激光， 而較遠(yuǎn)的待測(cè)距離，則可改用功率較大的脈沖式Nd:YAG激光；該光發(fā)射裝 置(505a)與光接收裝置(505b)可為一個(gè)或數(shù)個(gè)組件的組成，非只限定一組的結(jié) 合，即一對(duì)一、 一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的組合。以上所述者僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明 作任何形式上的限制，是以，凡有在相同的發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任 何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)式浮體水位計(jì)，包括有一燃料混合槽，其是呈現(xiàn)一中空密封的槽體結(jié)構(gòu)，且該燃料混合槽可配置有一混合溶液于內(nèi)部；一光學(xué)感應(yīng)器，該光學(xué)感應(yīng)器是設(shè)置于該燃料混合槽的一端，該光學(xué)感應(yīng)器可發(fā)射及接收一光線；一浮體反射鏡體，其可反射該光線回至該光學(xué)感應(yīng)器測(cè)量，而該浮體反射鏡體載浮于該燃料混合槽的該混合溶液的液面上。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)式浮體水位計(jì)，其中該燃料混合槽可搭配一 信息端，其信息端包括有一微處理器、 一信息輸入端及一信息輸出端，用以 信號(hào)輸入、輸出及演算作動(dòng)，且該信息端是與該光學(xué)感應(yīng)器具有電氣信號(hào)的 連結(jié)。
3、 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)式浮體水位計(jì)，其中該光學(xué)感應(yīng)器包括一光 發(fā)射裝置及一光接收裝置，該光發(fā)射裝置及該光接收裝置是安裝于該燃料混 合槽的同一端。
4、 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)式浮體水位計(jì)，其中該燃料混合槽的內(nèi)部具 有一固定線，該固定線的一端固定于該燃料混合槽具有該光學(xué)感應(yīng)器的同該 端上，該固定線的另一端固定于該燃料混合槽的另一端上，且該固定線穿射 該浮體反射鏡體。
5、 一種光學(xué)式浮體水位計(jì)，包括有一燃料混合槽，其是呈現(xiàn)一中空密封的槽體結(jié)構(gòu)，且該燃料混合槽可配 置有一混合溶液于內(nèi)部；一光學(xué)感應(yīng)器，該光學(xué)感應(yīng)器是設(shè)置于該燃料混合槽之內(nèi)，該光學(xué)感應(yīng) 器可發(fā)射及接收一光線；一浮體透鏡體，其是該光線可穿透該浮體透鏡體至該光學(xué)感應(yīng)器測(cè)量， 而該浮體透鏡體載浮于該燃料混合槽的該混合溶液的液面上。
6、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)式浮體水位計(jì)，其中該光學(xué)感應(yīng)器是包括一 光發(fā)射裝置及一光接收裝置，且該光發(fā)射裝置與該光接收裝置是分別安裝于 該燃料混合槽的兩端。
7、 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式浮體水位計(jì)，其中該燃料混合槽的內(nèi)部具 有一連通管，且該浮體透鏡體放置于該連通管內(nèi)。
8、 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)式浮體水位計(jì)，其中該燃料混合槽是可搭配 一信息端，其信息端是包括有一微處理器、 一信息輸入端及一信息輸出端， 用以信號(hào)輸入、輸出及演算作動(dòng)，且該信息端是與該光學(xué)感應(yīng)器具有電氣信 號(hào)的連結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明是為一種光學(xué)式浮體水位計(jì)，其基本原理是于一個(gè)混合燃料槽內(nèi)安置一光發(fā)射裝置及一光接收裝置，又混合溶液具有一高水位高度與低水位高度，并具有一高度水位，且安置一浮體載浮于液面，該浮體可為一透鏡體或一反射鏡體，當(dāng)測(cè)試光從光發(fā)射裝置發(fā)射出來(lái)，經(jīng)該浮體反射或者穿透過(guò)，最后到達(dá)光接收裝置，該測(cè)試光源再經(jīng)該浮體鏡體反射或是該浮體透鏡體穿透時(shí)，因不同的液面高度，在光接收裝置端，會(huì)呈現(xiàn)不同的變化，上述所呈現(xiàn)的結(jié)果可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，來(lái)分析液面的高度。
文檔編號(hào)G01S17/08GK101514916SQ20081000721
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者董敏耀, 許文河 申請(qǐng)人:思柏科技股份有限公司