一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，包括微控制器（1）、發(fā)射電路（2）、接收電路（3）和超聲波探頭（4），還包括溫度補(bǔ)償電路（5），在所述超聲波探頭（4）和被測(cè)目標(biāo)（7）之間設(shè)置有一金屬桿（6），通過實(shí)測(cè)聲速和溫度測(cè)量進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，測(cè)量精度高，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的精確測(cè)量，測(cè)量精度不受空氣質(zhì)量因素的影響。
【專利說明】 一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波液位計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲波測(cè)距技術(shù)具有非接觸、高精度、價(jià)格低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)檢查、日常生活等領(lǐng)域。超聲波液位測(cè)量儀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)間來計(jì)算傳感器到被測(cè)液體表面的距離。超聲波液位測(cè)量儀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。
[0003]超聲波液位計(jì)應(yīng)用廣泛，影響其測(cè)量精度的主要因素是液位計(jì)算中的參考聲速值，聲速值與被測(cè)介質(zhì)、溫度、壓力等因素有關(guān)，復(fù)雜而不斷變化的工況直接影響參考聲速的測(cè)量，進(jìn)而導(dǎo)致液位測(cè)量精度不高。目前市場(chǎng)上已有的超聲波液位計(jì)其測(cè)量原理簡單，測(cè)量精度不高，影響實(shí)際應(yīng)用。
[0004]針對(duì)目前大多數(shù)超聲波液位計(jì)測(cè)量精度不高問題，本發(fā)明專利目的在于設(shè)計(jì)一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，在超聲波探頭和被測(cè)目標(biāo)之間設(shè)置有一金屬桿，用于測(cè)量聲速，利用測(cè)量實(shí)測(cè)聲速對(duì)液位測(cè)量進(jìn)行校正補(bǔ)償，還包括溫度補(bǔ)償電路，對(duì)測(cè)量聲速起溫度補(bǔ)償作用。本發(fā)明提供的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，通過實(shí)測(cè)聲速和溫度測(cè)量進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，測(cè)量精度高，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的精確測(cè)量，測(cè)量精度不受空氣質(zhì)量因素的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量精度高，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的精確測(cè)量，測(cè)量精度不受空氣質(zhì)量因素的影響，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，包括微控制器(I)、發(fā)射電路
(2)、接收電路(3)和超聲波探頭(4)，還包括溫度補(bǔ)償電路(5)，所述溫度補(bǔ)償電路(5)連接微控制器(I )，起溫度補(bǔ)償作用；所述超聲波探頭(4)和被測(cè)目標(biāo)(7)之間設(shè)置有一金屬桿
[6]。
[0006]進(jìn)一步，本發(fā)明所述微控制器(I)為MSP430F149芯片。
[0007]進(jìn)一步，本發(fā)明所述微控制器(I)連接有信號(hào)放大電路(8)，所述信號(hào)放大電路
[8]連接發(fā)射電路(2)。
[0008]進(jìn)一步，本發(fā)明所述溫度補(bǔ)償電路(5)采用溫度傳感器DS18820。
[0009]進(jìn)一步，本發(fā)明所述接收電路(3 )依次連接有濾波電路(9 )、多級(jí)放大電路(10 )和選頻整形電路(11)，所述選頻整形電路(11)連接所述微控制器(I)。
[0010]進(jìn)一步，本發(fā)明所述一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)還包括輸出顯示電路(12),所述顯示電路(12)連接所述微控制器(I)和顯示設(shè)備(13)。
[0011]進(jìn)一步，本發(fā)明所述顯示設(shè)備(13)顯示液位測(cè)量結(jié)果、氣體介質(zhì)的聲速或者介質(zhì)溫度參數(shù)中的一種或幾種。
[0012]進(jìn)一步，本發(fā)明所述一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)還包括串口通信模塊(14)，所述串口通信模塊(14)連接所述微控制器(I)和外部電腦。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明，其中:
圖1是本發(fā)明一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]本發(fā)明提出了一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖1是本發(fā)明一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖，包括微控制器(I)、發(fā)射電路(2)、接收電路(3 )和超聲波探頭(4 )，還包括溫度補(bǔ)償電路(5 )，所述溫度補(bǔ)償電路(5 )連接微控制器
(1)，起溫度補(bǔ)償作用；所述超聲波探頭(4)和被測(cè)目標(biāo)(7)之間設(shè)置有一金屬桿(6)。
[0016]由于測(cè)量環(huán)境的復(fù)雜性和測(cè)量方法等原因，測(cè)量過程中會(huì)引起誤差。金屬桿(6)用于自校正測(cè)量液位，對(duì)聲速進(jìn)行補(bǔ)償。在發(fā)射探頭前端安裝一個(gè)金屬桿(6)，金屬桿(6)位于超聲波探頭(4 )和被測(cè)目標(biāo)(7 )之間，被測(cè)目標(biāo)(7 )與超聲波探頭(4 )形成一個(gè)距離一定的聲程區(qū)間，當(dāng)超聲波探頭(4)發(fā)射聲波時(shí)，金屬桿(6)能將一部分聲波反射回超聲波探頭
(4)，超聲波探頭(4)接收到反射波后，計(jì)算從發(fā)射到接收的時(shí)間，從而計(jì)算出聲速。
[0017]微控制器(I)為MSP430F149芯片，所述微控制器(I)連接有信號(hào)放大電路(8)，所述信號(hào)放大電路(8)連接發(fā)射電路(2)。所述接收電路(3)依次連接有濾波電路(9)、多級(jí)放大電路(10 )和選頻整形電路(11)，所述選頻整形電路(11)連接所述微控制器(I)。
[0018]所述溫度補(bǔ)償電路(5 )采用溫度傳感器DS18820，起溫度補(bǔ)償作用。溫度是影響聲速的主要因素，在正常大氣壓條件下，聲速與溫度存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，測(cè)量出溫度可對(duì)聲速進(jìn)行進(jìn)一步校準(zhǔn)。
[0019]本發(fā)明提供的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)還包括輸出顯示電路(12)，所述顯示電路(12)連接所述微控制器(I)和顯示設(shè)備(13)，所述顯示設(shè)備(13)顯示液位測(cè)量結(jié)果、氣體介質(zhì)的聲速或者介質(zhì)溫度參數(shù)中的一種或幾種。
[0020]還包括串口通信模塊(14)，所述串口通信模塊(14)連接所述微控制器(I)和外部電腦。
[0021]以上所述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，包括微控制器(I)、發(fā)射電路(2)、接收電路(3)和超聲波探頭(4)，其特征在于，還包括溫度補(bǔ)償電路(5)，所述溫度補(bǔ)償電路(5)連接微控制器(I )，起溫度補(bǔ)償作用；所述超聲波探頭(4)和被測(cè)目標(biāo)(7)之間設(shè)置有一金屬桿(6 )。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器(I)為MSP430F149芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器(I)連接有信號(hào)放大電路(8 )，所述信號(hào)放大電路(8 )連接發(fā)射電路(2 )。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償電路(5)采用溫度傳感器DS18820。
5.如權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述接收電路(3 )依次連接有濾波電路(9 )、多級(jí)放大電路(10 )和選頻整形電路(11 )，所述選頻整形電路(11)連接所述微控制器(I)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括輸出顯示電路(12)，所述顯示電路(12)連接所述微控制器(I)和顯示設(shè)備(13)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示設(shè)備(13)顯示液位測(cè)量結(jié)果、氣體介質(zhì)的聲速或者介質(zhì)溫度參數(shù)中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)校準(zhǔn)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括串口通信模塊(14)，所述串口通信模塊(14)連接所述微控制器(I)和外部電腦。
【文檔編號(hào)】G01F23/296GK104266718SQ201410493050
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】石冰鑫, 李景云 申請(qǐng)人:中山歐麥克儀器設(shè)備有限公司