AT89C52的智能超聲波液位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)

一種超聲波液位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)方案 王超 1,2 ,潘瑋華 1,2 ,劉蘇儀 1,2 ,詹千熠 1,2 ,鄧程 1,2 ,馮學(xué)軍 1,2 (1.南京師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇南京210046; 2.江蘇省信息安全與保密技術(shù)工程研究中心,江蘇南京210097) [摘要]給出了一種運(yùn)用單片機(jī)開發(fā)超聲波液位測(cè)量?jī)x的軟件硬件設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)分析了測(cè)距過(guò)程中誤差產(chǎn)生的原因,運(yùn)用 箱線圖法求樣本中位數(shù)作為測(cè)量值對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn),以消除信號(hào)噪聲,采用最小二乘法減小硬件軟件實(shí)現(xiàn)上產(chǎn)生的誤 差.該設(shè)計(jì)方案已應(yīng)用于某油田井場(chǎng)數(shù)千個(gè)儲(chǔ)油罐液位的測(cè)量,取得了較好的效果.該設(shè)計(jì)方案因?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低,適合 測(cè)量距離在3m以內(nèi)、精度要求在4mm以內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)合. [關(guān)鍵詞]超聲波,誤差修正,樣本中位數(shù),最

介紹了利用msp430f149作為主控芯片的超聲波測(cè)距的基本原理,開發(fā)了具有無(wú)線收發(fā)功能的超聲波測(cè)距儀表,適合復(fù)雜環(huán)境安裝應(yīng)用。給出了設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)包含脈沖發(fā)射電路、接收電路、溫度補(bǔ)償電路和相應(yīng)的控制電路。采用nrf905無(wú)線收發(fā)芯片,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)開路傳輸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該儀表提高了超聲波測(cè)距的測(cè)量精度、可靠性高,可滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

針對(duì)傳統(tǒng)的液位測(cè)量?jī)x表大多不具備無(wú)線通信功能、在復(fù)雜環(huán)境中不易布線的問(wèn)題,提出了一種具有g(shù)prs通信功能的無(wú)線超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)采用lm3s811作為主控器件,將超聲波液位測(cè)量電路采集的數(shù)據(jù)通過(guò)gprs通信模塊傳輸至監(jiān)控中心的服務(wù)器端;服務(wù)器端采用jsp技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)開發(fā),其后臺(tái)通過(guò)訪問(wèn)sqlserver數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。

超聲波液位測(cè)量計(jì)的設(shè)計(jì)

本文著重介紹了超聲波液位計(jì)的測(cè)量原理以及在安裝、使用和維護(hù)等應(yīng)用方面的相關(guān)知識(shí)和注意事項(xiàng)。

本設(shè)計(jì)是由spce061a凌陽(yáng)單片機(jī),lm1812超聲波專用集成芯片組成的高精度液位測(cè)量系統(tǒng)。針對(duì)自校準(zhǔn)裝置[1]提出了一些新的改進(jìn),即基于浮子的參比法。避免了超聲波速度受溫度,濕度,壓強(qiáng)等環(huán)境因素給測(cè)量帶來(lái)的影響;克服了某些液體因具有腐蝕性給測(cè)量帶來(lái)的不便;提高了液位測(cè)量的精確度。

介紹了modbus協(xié)議和modbus協(xié)議通信模塊的硬件和軟件設(shè)計(jì),著重研究了modbus協(xié)議在msp430f5340中的移植以及其在上位機(jī)和下位機(jī)之間通信過(guò)程的實(shí)現(xiàn).并將此通信協(xié)議應(yīng)用到超聲波液位測(cè)量中,完成測(cè)量工作.

介紹了modbus協(xié)議和modbus協(xié)議通信模塊的硬件和軟件設(shè)計(jì)，著重研究了modbus協(xié)議在msp430f5340中的移植以及其在上位機(jī)和下位機(jī)之間通信過(guò)程的實(shí)現(xiàn)．并將此通信協(xié)議應(yīng)用到超聲波液位測(cè)量中，完成測(cè)量工作．

超聲波液位自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

E+H超聲波液位測(cè)量

介紹了超聲波測(cè)距的基本原理,對(duì)應(yīng)超聲波測(cè)距儀的誤差產(chǎn)生原因,設(shè)計(jì)了一個(gè)以提高測(cè)量精度為目的的超聲波液位測(cè)量?jī)x原型系統(tǒng),該系統(tǒng)包含脈沖發(fā)射電路,變?cè)鲆娼邮针娐?溫度補(bǔ)償電路和相應(yīng)的控制電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該設(shè)計(jì)方法可以提高超聲波測(cè)距儀的測(cè)量精度并且硬件開銷不大。

本次設(shè)計(jì)的超聲波液位儀以stc89c52rc單片機(jī)為控制核心,重點(diǎn)對(duì)超聲波的發(fā)送電路、回波信號(hào)接收電路、按鍵及顯示電路等硬件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明;軟件程序的編寫主要使用的是c語(yǔ)言。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與計(jì)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)濾波和系統(tǒng)抗干擾,及控制部分的邏輯判斷等功能。最后通過(guò)分別對(duì)各個(gè)硬件模塊和軟件模塊的調(diào)試,使設(shè)計(jì)的超聲波液位儀實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)功能。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室工作需要,利用超聲傳感技術(shù),研制了非接觸式超聲波液位測(cè)量顯示裝置,該裝置測(cè)量精度高,安裝維護(hù)簡(jiǎn)便,一機(jī)多用,可以測(cè)量各種容器或管道內(nèi)液體的液位高低,并實(shí)時(shí)顯示液位的瞬間變化,應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室,可大大提高了實(shí)驗(yàn)室的安全性。

闡述了超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)的基本組成;重點(diǎn)說(shuō)明了一種滿足復(fù)雜工況測(cè)量要求的超聲波液位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì),包括新型驅(qū)動(dòng)電路,發(fā)射電路與接收電路之間的接口電路和信號(hào)處理電路等;提出了單探頭超聲波測(cè)量系統(tǒng)中減小盲區(qū)的方法;介紹了基于avr系列單片機(jī)的智能化超聲波液位測(cè)量系統(tǒng),以及數(shù)據(jù)處理算法和溫度補(bǔ)償。經(jīng)過(guò)測(cè)試,儀表實(shí)際測(cè)量誤差為0.2%~0.8%,能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)超聲波測(cè)量的需要。

談?wù)動(dòng)绊懗暡ㄒ何挥?jì)測(cè)量不準(zhǔn)的原因 超聲波液位計(jì)是一系列非接觸，高可靠、低價(jià)格、免維護(hù)的物位儀，它徹底解決了由壓 力變送器、電容式浮子式等測(cè)量方式帶來(lái)的纏繞、泄露、接觸介質(zhì)、昂貴的維護(hù)等麻煩，它 不必要接觸工業(yè)介質(zhì)就滿足大多數(shù)密閉／敞開容器里的物位測(cè)量要求。 今天，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，超聲波物位測(cè)量?jī)x器可以測(cè)量幾厘米到幾十厘米的物位范 圍，在諸多惡劣條件下表現(xiàn)出非凡的能力。 超聲波液位計(jì)測(cè)量的內(nèi)在原理是非常簡(jiǎn)單的，超聲波探頭位于容器的頂部，發(fā)射脈沖波 達(dá)到被測(cè)介質(zhì)表面，同時(shí)接收由被測(cè)物表面反射回來(lái)的回波，由發(fā)射波和回波的時(shí)間差，也 就是聲波在空間中的往返穿行時(shí)間來(lái)測(cè)出探頭距被測(cè)介質(zhì)表面的距離。 速度的影響： 超聲波液位計(jì)在工業(yè)應(yīng)用中的頻率為5khz-5mhz，在物位測(cè)量技術(shù)方面為5hz-40hz， 超聲波探頭到介質(zhì)表面距離的計(jì)算公式如下： d=t1×c/2 d

設(shè)計(jì)了超聲波液位檢測(cè)系統(tǒng)。只需將探頭側(cè)貼在容器外壁上就能夠檢測(cè)探頭所在位置液位的有無(wú),并用紅綠指示燈指示,可以在不破壞壓力容器的情況下實(shí)現(xiàn)液位檢測(cè)。重點(diǎn)設(shè)計(jì)了超聲波高壓脈沖發(fā)射電路、限幅保護(hù)電路、信號(hào)放大電路、檢波電路及結(jié)果指示電路。最后通過(guò)用一組比較器輸出的高低電平控制紅綠指示燈的亮滅以顯示測(cè)量結(jié)果。

以pic18f26k80為核心,采用105khz超聲波換能器,設(shè)計(jì)一種游艇內(nèi)部使用的液位檢測(cè)器。該液位檢測(cè)器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)游艇中各液體的儲(chǔ)量,其結(jié)果以can總線的方式傳送到上位機(jī),該電路主要包括超聲波收發(fā)模塊、溫度補(bǔ)償模塊以及can通信模塊。在0.05m~1m范圍內(nèi),精度可達(dá)到0.01m。

超聲波液位計(jì) 超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。在測(cè)量中超聲波脈沖由傳感器（換 能器）發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器，通過(guò)壓電晶體或磁 致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)液體表面 的距離。由于采用非接觸的測(cè)量，被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物 料高度的測(cè)量。 中文名 超聲波液位計(jì) 外文名 ultrasoniclevelmeter 輸出信號(hào) 4-20ma等 供電電壓 dc24v/ac220v 目錄 1產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2現(xiàn)場(chǎng)條件 3產(chǎn)品特點(diǎn) ?安裝原理 ?技術(shù)參數(shù) ?應(yīng)用領(lǐng)域 ?性能特點(diǎn) ?技術(shù)指標(biāo) ?應(yīng)用 4故障問(wèn)題 1產(chǎn)品簡(jiǎn)介編輯 超聲波液位計(jì)可采用二線制、三線制或四線制技術(shù)，二線制為：供電與信號(hào)輸出共用； 三線制為：供電回路和信號(hào)輸出回路獨(dú)立，當(dāng)采用直流24v供電時(shí)，可使用一根

超聲波液位計(jì)eh

超聲波液位 超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表。在測(cè)量中脈沖超聲波由傳感器（換能器）發(fā) 出，聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái) 計(jì)算傳感器到被測(cè)物體的距離。由于采用非接觸的測(cè)量，被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于各種 液體和固體物料高度的測(cè)量。 目錄 基本簡(jiǎn)介 工作原理 現(xiàn)場(chǎng)條件 產(chǎn)品特點(diǎn) 超聲波液位計(jì)測(cè)量水位的原理以及安裝要求 超聲波液位計(jì)主要技術(shù)參數(shù) hd-aly系列精巧型小盲區(qū)超聲波液位計(jì) 基本簡(jiǎn)介 qf-8000超聲波液位計(jì)可采用二線制、三線制或四線制技術(shù)，二線制為：供電與信號(hào)輸出共用; 三線制為：供電回路和信號(hào)輸出回路獨(dú)立，當(dāng)采用直流24v供電時(shí)，可使用一根3芯電纜線，供電 負(fù)端和信號(hào)輸出負(fù)端共用一根芯線；四線制為：當(dāng)采用交流220v供電時(shí)，或者當(dāng)采用直流24v供電， 要求供電回路與信號(hào)輸出

產(chǎn)品名稱：超聲波液位計(jì) 型號(hào)：xy-tuf1 工作原理 超聲波液位計(jì)由三部分組成：超聲波換能器、處理單元、輸出單元。 超聲波液位計(jì)換能部分利用壓電陶瓷作為超聲波脈沖的發(fā)射器和接 收器，當(dāng)在壓電陶瓷兩端加上一定電壓的時(shí)候，壓電陶瓷受激勵(lì)振動(dòng) 產(chǎn)生超聲波脈沖，接著超聲波換能器轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)對(duì)已收到的超聲波 回波脈沖進(jìn)行分析。首先需要監(jiān)測(cè)接收是否是所發(fā)出的超聲波脈沖的 回波，如果是，則檢測(cè)聲波的行程時(shí)間，然后由處理單元把時(shí)間轉(zhuǎn)換 為距離和液位，再由輸出單元進(jìn)行輸出。 超聲波液位計(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：超聲波液位計(jì)是非接觸測(cè)量方式，±0.25% 精度，1-25米量程，優(yōu)異的聚焦：5度聲束角，多種傳感器材質(zhì)，內(nèi) 置全量程溫度補(bǔ)償。超聲波液位計(jì)測(cè)量有腐蝕（酸、堿）的介質(zhì)、有 污染的場(chǎng)合（下水道），或易產(chǎn)生粘附物的物質(zhì)。適合于那些無(wú)法用 物理方式接觸的液體。 主要參數(shù) 量程:0-3、5、8、10、15

超聲波液位計(jì) (3)