[发明专利]基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量方法，其特征是：采用主要 由线光源、等腰直角三棱镜、线阵CCD及其控制电路组成的测量装置，将等腰 直角三棱镜置于容器中，其截面的斜边所在的侧面位于线光源与线阵CCD的下 方且平行于液面放置，线光源与线阵CCD位于一条直线上且垂直于等腰直角三 棱镜的棱，光束垂直入射到等腰直角三棱镜中并与直角边所在的侧面相交，当 交点位于液面上方时，光束在交点处发生全反射，反射光束在等腰直角三棱镜 截面另一直角边所在的侧面再次发生全反射，最终反射光束透射出棱镜被线阵 CCD所接收；当交点位于液面下方时，光束在等腰直角三棱镜截面直角边所在 的侧面上不满足全反射条件，发生两次反射和两次折射，最后反射光透射出等 腰直角三棱镜入射到线阵CCD上，使得线阵CCD采集到的光强相对较弱，即图 像信号在液面对应处发生突变，光强信号的特征反映在线阵CCD所获取的图像 信号中，利用线阵CCD像素强度信号的输出值特征判定液面位置。

2.一种基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量装置，组成包括线光源(4)、 线光源的透明防护罩(5)、等腰直角三棱镜(6)、密闭箱体(7)、线阵CCD(9)、 电路单元(8)，其特征是：线阵CCD(9)嵌于密闭箱体(7)的一侧面宽度和 长度略大于线阵CCD(9)芯片宽度和长度的开槽中并在密闭箱体(7)内外两 侧对开槽与线阵CCD(9)的缝隙实行密封，同时保证线阵CCD(9)的防护玻璃 略凸出于密闭箱体(7)的这一侧面，线光源(4)与线阵CCD(9)布放在等腰 直角三棱镜(6)的斜边平面的上方且与所述斜边平面平行，同时线光源(4) 与线阵CCD(9)位于同一直线上且与等腰直角三棱镜(6)的棱垂直，等腰直 角三棱镜(6)的横截面的斜边所在的侧面平行于液面，线光源及其驱动电路封 闭在透明防护罩中构成光源单元；线阵CCD、电路单元密闭于密闭箱体中。

3.根据权利要求2所述的基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量装置，其 特征是：所述的电路单元(8)包括CCD驱动电路、数据采集与处理电路以及数 据传输电路。

4.根据权利要求2或3所述的基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量装置， 其特征是：线阵CCD及其控制单元与线光源结合为一体密封放置。

5.根据权利要求2或3所述的基于等腰直角三棱镜的斜边式液位测量装置， 其特征是：线阵CCD及其控制单元与线光源单独进行放置。