一种用于玻璃窑炉激光液面仪的水冷导光探头及液面仪

技术领域

本发明涉及玻璃窑炉液位检测技术领域，特别涉及一种用于玻璃窑炉激光液面仪的水冷导光探头及液面仪。

背景技术

各种玻璃的生产制造过程中，液面高度的稳定控制和测量是一个非常重要的参数，液位检测设备通常在熔窑出口或者工作料道、工作池位置采集高温状态玻璃液面的相对高度，玻璃通常在1300度以上的温度下处于流动性比较好的状态，在该温度范围内采集的液位相对高度比较准确。

现有的玻璃的生产制造中一般使用激光液位仪对玻璃窑炉的液面高度进行测量；激光液面仪是通过激光发射装置所发射的激光照射到液体状态的玻璃液面上，反射的光线照射到信号接收装置上转换为液位信号，来进行测量相对液位高度，但是现有的激光液位仪的探头是伸入玻璃窑炉内，容易受到窑炉内高温的影响，从而导致其测量结果不准确。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一，为此，本发明提出一种用于玻璃窑炉激光液面仪的水冷导光探头，通过在软管的内腔连通有冷却组件，冷却组件用于对探头本体进行冷却降温处理，可有效的减少温度过高对探头本体的影响，进一步提高测量的精度。

本发明还提出一种具有上述导光探头的液面仪。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的第一方面的实施例的一种用于玻璃窑炉激光液面仪的水冷导光探头，包括探头本体以及用于连接激光发射头的连接部，所述连接部与所述探头本体之间通过软管连接，所述软管内中部设置有用于连通所述连接部与所述探头本体的光纤，所述软管内设置有第一腔体，所述第一腔体连通有冷却组件。

进一步的，所述冷却组件包括有对称设置在所述软管两侧的冷却水进水管和冷却水出水管，所述冷却水进水管和所述冷却水出水管用于连通冷却水供给箱。

进一步的，所述探头本体包括有由耐高温金属制成的第一外壳，所述第一外壳内设置有于所述第一腔体连通的第三腔体。

进一步的，所述连接部包括有卡头，所述卡头的中部设置用于连接激光发射头的卡孔，所述卡孔的另一端与所述光纤连通，所述卡头内还设置有第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述冷却水进水管和冷却水出水管对称设置在所述卡头的侧壁上，所述冷却水进水管和冷却水出水管均与所述第二腔体连通。

进一步的，所述第一腔体和第二腔体的连通处设置有进水网栅，所述冷却水进水管连通所述第二腔体的一端向下翻折并穿过所述进水网栅的栅孔延伸至所述第一腔体内。

进一步的，所述冷却水进水管与所述卡头的连接处低于所述所述冷却水出水管与所述卡头的连接处。

进一步的，所述软管包括有耐热金属软管身以及设置在所述耐热金属软管身两端的入射光接头和出射光接头；所述光纤的两端分别设置有入射光窗口和出射光窗口，所述入射光接头与所述卡孔的连接处的内壁上设置有第一安装凹槽，所述入射光窗口的侧壁上设置有与所述第一安装凹槽相匹配的第一凸块；所述出射光接头与所述第一外壳的连接处的内壁上设置有第二安装凹槽，所述出射光窗口的侧壁上设置有与所述第二安装凹槽相匹配的第二凸块。

进一步的，所述卡头与所述耐热金属软管身相互朝向的一端分别设置有第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘和所第二法兰盘沿周向对应设置有多个供螺栓穿过连接的第一通孔，所述卡头靠近所述耐热金属软管身的一端的内壁设置有第一凹槽，所述入射光接头靠近所述卡头的一端的侧壁上设有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽组成所述第一安装凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽的围壁均抵接在所述第一凸块上；所述耐热金属软管身与所述第一壳体相互朝向的一端分别设置有第三法兰盘和第四法兰盘，所述第三法兰盘和所第四法兰盘沿周向对应设置有多个供螺栓穿过连接的第二通孔，所述出射光接头和所述第一壳体相互朝向的一端的内壁上分别设置有第三凹槽和第四凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽组成所述第二安装凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽的围壁均抵接于所述第二凸块。

根据本发明第二方面实施例的一种液面仪，包括激光发射头以及与所述激光发射头连接的探头，其中，所述探头采用上述第一方面实施例的一种导光探头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过将第一腔体连通有冷却组件，在工作过程中，通过冷却组件将冷却物在第一腔体内循环，使得整个探头得到冷却降温，可有效的减少温度过高对探头本体的影响，进一步提高测量的精度。

(2)通过在连接部与探头本体之间通过软管连接，因此可通过将软管折弯一定角度，从而可以调整探头本体的探入深度和角度，解决了现有技术中因激光发射只能直线导入的缺陷，可以灵活的对液位高度进行调整；同时通过光纤的导光性能以及通过软管穿过并连接于窑炉、料道或者工作池的保温壁上，相对于现有技术中需要在保温壁上预留较大开口以保证直线导入激光的光线射入和反射的行程的缺陷；应用本导光探头的窑炉、料道或者工作池，只需在其保温壁上预留小孔即可实现安装进行液位检测，可有效的避免在保温壁预留较大开口造成热量散失和工艺波动。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一种导光探头的实施例的立体结构示意图；

图2为图1中连接部与软管装配的部分结构示意图；

图3为图1中连接部的俯视结构示意图；

图4为图1中入射光接头的俯视结构示意图；

图5为图1中探头本体与软管装配的部分示意图；

图6为图1中出射光接头的俯视结构示意图。

附图标记：

100探头本体、110第一外壳、111第四法兰盘、120第三腔体、130出水网栅；

200连接部、210卡头、211卡孔、212第一法兰盘、213第一通孔、220第二腔体、230进水网栅；

300软管、310第一腔体、320耐热金属软管身、321第二法兰盘、322第三法兰盘、323第二通孔、330入射光接头、340出射光接头；

400光纤、410入射光窗口、411第一凸块、420出射光窗口、421第二凸块；

510冷却水进水管、520冷却水出水管。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1至图6所示，根据本发明实施例提供的一种用于玻璃窑炉激光液面仪的水冷导光探头，包括探头本体100以及用于连接激光发射头的连接部200，所述连接部200与所述探头本体100之间通过软管300连接，所述软管300内中部设置有用于连通所述连接部200与所述探头本体100的光纤400，所述软管300内设置有第一腔体310，所述第一腔体310连通有冷却组件。与现有技术相比，本发明实施例通过将第一腔体310连通有冷却组件，在工作过程中，通过冷却组件将冷却物在第一腔体310内循环，使得整个探头得到冷却降温，可有效的减少温度过高对探头本体100的影响，进一步提高测量的精度；本发明实施例内由于在连接部200与探头本体100之间通过软管300连接，因此可通过将软管300折弯一定角度，从而可以调整探头本体100的探入深度和角度，解决了现有技术中因激光发射只能直线导入的缺陷，可以灵活的对液位高度进行调整；同时利用光纤400的导光性能以及通过软管300穿过并连接于窑炉、料道或者工作池的保温壁上，相对于现有技术中需要在保温壁上预留较大开口以保证直线导入激光的光线射入和反射的行程的缺陷；应用本发明实施例的导光探头的窑炉、料道或者工作池，只需在其保温壁上预留小孔即可实现安装进行液位检测，可有效的避免在保温壁预留较大开口造成热量散失和工艺波动。

如图1至图3所示，优选的，所述冷却组件包括有对称设置在所述软管300两侧的冷却水进水管510和冷却水出水管520，所述冷却水进水管510和所述冷却水出水管520用于连通冷却水供给箱。在工作过程中，通过冷却水进水管510和冷却水出水管520可以将冷却水在第一腔体310内循环流动，使得整个探头能够有效的冷却降温，减少温度过高对探头本体100的影响，进一步提高测量的精度。

如图5所示，进一步优选的，所述探头本体100包括有由耐高温金属制成的第一外壳110，所述第一外壳110内设置有于所述第一腔体310连通的第三腔体120。这样设置，冷却水在循环的过程中在第一腔体310和第三腔体120内流动，进一步有效的将探头本体100上的热量带走，使得探头本体100的温度基本保持在合适的温度范围，减少温度过高对探头本体100的影响。

如图2所示，进一步优选的，所述连接部200包括有卡头210，所述卡头210的中部设置用于连接激光发射头的卡孔211，所述卡孔211的另一端与所述光纤400连通，所述卡头210内还设置有第二腔体220，所述第一腔体310与所述第二腔体220连通，所述冷却水进水管510和冷却水出水管520对称设置在所述卡头210的侧壁上，所述冷却水进水管510和冷却水出水管520均与所述第二腔体220连通。这样设置，在冷却水进水管510和冷却水出水管520的作用下，可以将冷却水在第一腔体310、第三腔体120和第二腔体220内流动，从而在冷却水流出时将探头上的热量带走起到降温冷却的作用。同时通过卡孔211套接在激光发射头，即可将探头安装在激光发射头，安装快速便捷。

如图2所示，进一步优选的，所述第一腔体310和第二腔体220的连通处设置有进水网栅230，所述冷却水进水管510连通所述第二腔体220的一端向下翻折并穿过所述进水网栅230的栅孔延伸至所述第一腔体310内。通过将冷却水进水管510的一端翻转并延伸至第一腔体310内，可以使得从冷却水进水管510流入的冷却水充满第一腔体310和第三腔体120后才从冷却水出水管520流出，能够有效的对软管300和探头进行冷却降温。

如图2所示，优选的，所述冷却水进水管510与所述卡头210的连接处低于所述所述冷却水出水管520与所述卡头210的连接处。由于冷却水出水管520的位置高于冷却水进水管510的位置，可以使得从冷却水进水管510流入的冷却水充满第一腔体310和第三腔体120后才从冷却水出水管520流出，能够有效的对软管300和探头本体100进行冷却降温。

如图2、图4、图5和图6所示，优选的，所述软管300包括有耐热金属软管身320以及设置在所述耐热金属软管身320两端的入射光接头330和出射光接头340；所述光纤400的两端分别设置有入射光窗口410和出射光窗口420，所述入射光接头330与所述卡孔211的连接处的内壁上设置有第一安装凹槽，所述入射光窗口410的侧壁上设置有与所述第一安装凹槽相匹配的第一凸块411；所述出射光接头340与所述第一外壳110的连接处的内壁上设置有第二安装凹槽，所述出射光窗口420的侧壁上设置有与所述第二安装凹槽相匹配的第二凸块421。这样设置，入射光窗口410和出射光窗头分别通过第一凸块411和第二凸块421稳固的卡装在第一安装凹槽和第二安装凹槽内，以便激光发射头发射出的激光经过入射光窗口410进入光纤400内并经过出射光窗口420射出到高温玻璃液面进行检测，由于入射光窗口410和出射光窗头分别稳固的卡装在第一安装凹槽和第二安装凹槽内，使得激光顺利的穿过对液面进行检测，进一步提高检测的精度。需要说明的是，入射光窗口410和出射光窗口420均采用石英玻璃材质。

如图2、图3、图5和图6所示，进一步优选的，所述卡头210与所述耐热金属软管身320相互朝向的一端分别设置有第一法兰盘212和第二法兰盘321，所述第一法兰盘212和所第二法兰盘321沿周向对应设置有多个供螺栓穿过连接的第一通孔213，所述卡头210靠近所述耐热金属软管身320的一端的内壁设置有第一凹槽，所述入射光接头330靠近所述卡头210的一端的侧壁上设有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽组成所述第一安装凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽的围壁均抵接在所述第一凸块411上；所述耐热金属软管身320与所述第一壳体相互朝向的一端分别设置有第三法兰盘322和第四法兰盘111，所述第三法兰盘322和所第四法兰盘111沿周向对应设置有多个供螺栓穿过连接的第二通孔323，所述出射光接头340和所述第一壳体相互朝向的一端的内壁上分别设置有第三凹槽和第四凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽组成所述第二安装凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽的围壁均抵接于所述第二凸块421。这样设置，通过螺栓穿过第一通孔213并旋接螺母即可将卡头210与耐热金属软管身320连接成一体，使得第三腔体120和第一腔体310的连通的同时，使得第一凹槽和第二凹槽的围壁分别抵接在第一凸块411上围成第一安装凹槽，安装方便并且能够将入射光窗口410稳固的安装；通过螺栓穿过第二通孔323与螺母配合即可将耐热金属软管身320与探头本体100连接成一体，使得第三凹槽和第四凹槽的围壁分别抵接在第二凸块421上围成第二安装凹槽，安装方便并且能够将出射光窗口420稳固的安装。

如图5所示，优选的，所述第三腔体120和所述第一腔体310之间设置有出水网栅130。出水网栅130可以使得冷却水在第三腔体120内充分的循环流动，从而将探头本体100的热量充分带走，冷却降温的效果更好。

在本发明的另一种实施例中，冷却组件包括有用于输送冷气的进气管和出气管，所述进气管设于软管300的上端侧壁上，所述出气管设于软管300的下端侧壁上，冷气循环经过第一腔体310带走探头上的热量，使得整个探头能够有效的冷却降温。

根据本发明第二方面实施例的一种液面仪，包括激光发射头以及与所述激光发射头连接的探头，其中，所述探头采用上述任一实施例的一种导光探头。与现有技术相比，本发明实施例通过将探头中的第一腔体310连通有冷却组件，在工作过程中，通过冷却组件将冷却物在第一腔体310内循环，使得整个探头得到冷却降温，可有效的减少温度过高对探头本体100的影响，进一步提高测量的精度；本发明实施例内由于在连接部200与探头本体100之间通过软管300连接，因此可通过将软管300折弯一定角度，从而可以调整探头本体100的探入深度和角度，解决了现有技术中因激光发射只能直线导入的缺陷，可以灵活的对液位高度进行调整；同时通过光纤400的导光性能以及通过软管300穿过并连接于窑炉、料道或者工作池的保温壁上，相对于现有技术中需要在保温壁上预留较大开口以保证直线导入激光的光线射入和反射的行程的缺陷；应用本发明实施例的液面仪的窑炉、料道或者工作池，只需在其保温壁上预留小孔即可实现安装进行液位检测，可有效的避免在保温壁预留较大开口造成热量散失和工艺波动。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。