可攜式實用型液位測量裝置的製作方法
2023-05-05 03:19:31 2
專利名稱：可攜式實用型液位測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及超聲波檢測技術領域，尤其是儲油罐液位測量儀。
(二)
背景技術：
目前，液位的測量有接觸式和非接觸式兩種,超聲波液位測量屬於一種非接觸式檢測,廣泛應用於液位 的測量。其優點是測量裝置與被測液體不接觸,可應用於惡劣的測量環境；但現使用的超聲波液位測量裝 置一般結構複雜，要安裝，需要交流電源，不能攜帶,操作繁瑣,價格高。這類超聲波測量裝置不利應用於諸 如小型加油站等對價格敏感的場所。
發明內容
本實用新型的目的在於提供給諸如小型加油站等對價格敏感的場所一種結構簡單,攜帶方便，不需要 安裝,只需要乾電池供電，操作簡單,經濟實用，且具有釐米級測量精度的液位測量裝置。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是如
圖1所示，由微控制器[l]產生的超聲波經過光電隔 離電路[2]傳輸至超聲波發射電路[3]放大後由超聲波發射頭[4]發射，超聲波接收頭[5]接收到的超聲波信 號經信號放大電路[6]放大後送超聲波檢測集成電路[7]檢測，微控制器[1]根據超聲波檢測集成電路[7]檢 測到的超聲波信號計算出被測液面液位，液位的顯示由液晶顯示電路[8]處理，溫度檢測電路[12]對測量 環境溫度進行檢測，送微控制器[l]處理，乾電池[9]給整個裝置供電，乾電池[9]的電壓經電源電路[10] 變換為裝置所需電壓。
超聲波檢測集成電路[7]的引腳8通過總線P3. 2與微控制器[l]的引腳6相聯。 溫度檢測電路[12]的引腳2與微控制器[l]的引腳16通過總線相聯。 液晶顯示電路[8]的2、 3、 4號引腳與微控制器[1]的17、 18、 19號引腳通過總線相聯。 光電隔離電路[2]的3號引腳與微控制器[l]的13號引腳通過總線emit相聯。
超聲波發射頭[4]向液面發射超聲波,當超聲波由一種介質向另一種介質傳播時，在兩種密度不同、聲 速不同的介質的分界面上，傳播方向便發生改變，即一部分被反射， 一部分折射入相鄰介質內。當超聲波 從液體或固體傳播到氣體或從氣體傳播到固體或液體時，由於兩種介質的密度相差懸殊，超聲波幾乎全部 被反射。置於容器頂部的超聲波發射頭[4]向液面發射短促的聲脈衝，同時啟動定時器，經過時間t，超聲 波接收器[5]便可以接收到從液面反射回來的回波脈衝，定時器記錄此時間t。設超聲波發射頭[4]發射面 到液面的距離為hl,聲波在空氣中的傳播速度為v，則存在如下關係
hl= vt/2
因為聲波在空氣中的傳播速度v已知，由此可用通過微控制器計算出距離hl，通過液晶顯示器顯示出 來。超聲波發射頭[4]發射面到容器底部的距離為h2，則被測液位H=h2—hi 。
本實用新型的有益效果是，比一般超聲波液位測量裝置結構簡單,不需要安裝，成本低，且操作簡 單，攜帶方便，可靠性高，可廣泛應用於對液位測量儀價格敏感的場所。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的實現方案說明圖。
圖2是本實用新型的電路原理框圖。
圖3是微控制器控制流程圖。
圖4是光電隔離器及超聲波發射電路圖。
圖5是電源電路圖。
圖6是微控制器、顯示模塊及溫度檢測電路圖。圖7是接收電路及信號放大電路圖。
圖8是超聲波檢測電路圖
圖4、 5、 6、 7、 8是圖2的具體實現電路圖。
圖1、 2中，圖件1為微控制器，圖件2為光電隔離器，圖件3為超聲波發射電路，圖件4為超聲波發 射頭，圖件5為超聲波接收頭，圖件6為信號放大電路，圖件7為超聲波檢測集成電路，圖件8為液晶顯 示器，圖件9為乾電池，圖件10為電源電路，圖件ll為操作按鈕，圖件12為溫度補償電路。
圖4中，U5為光電隔離器，型號為6N137;圖5中，U3為電源集成電路，型號為ICL7663;圖6中， Ul、 U2、 U4分別是微控制器、存儲器、液晶顯示器，型號分別為89C2051、 AT2401、 SMS0403， Q2是溫度 傳感器，型號為18B20;圖7中，U7A及U8B為運算放大器，型號為LM324;圖8中，U6為超聲波檢測集 成電路，型號為LM567。
圖8中超聲波檢測集成電路[7]的引腳8通過總線P3.2與圖6中的微處理器[1]的引腳6相聯。 圖6中溫度檢測電路[12]的引腳2與微控制器[1]的引腳16通過總線相聯。 圖6中液晶顯示電路[8]的2、 3、 4號引腳與微控制器[1]的17、 18、 19號引腳通過總線相聯。 圖4中光電隔離電路[2]的3號引腳與圖6中微控制器[1]的13號引腳通過總線emit相聯。 具體實施方式
圖2提供了各功能部分的連接框圖，圖4 8為具體各部分的連接電路原理圖。按照圖4 8所示的 原理圖用萬能焊接板進行連接或用依據此電路的制印製電路板焊接連接各元件。其中，超聲發射頭[4]與 超聲接收器[5](圖2)應在裝置的最前端，且相互平行，間距為5釐米。微控制器[l]與電路板通過20 引腳的插座與電路板相連，其中燒寫依據圖3提供的程序。將整個裝置置於塑料盒內，超聲發射頭[4]發 射面及超聲接收器[5](圖2)接收面及三個操作按鈕[ll](圖2)置於盒外，在盒表面開一窗口使液晶 顯示電路[8](圖2)的顯示面外露，即可用來測量液體液面到此可攜式實用型液位測量裝置的距離。
操作說明操作按鍵[ll]有三個,一個為電源按鈕，一個為復位按鈕,一個為測量按鈕，測量時先按下 電源按鈕，再按下復位按鈕，液晶顯示器[8]顯示測量時的溫度,接著按下測量按鈕,液晶顯示器顯示測量的 超聲發射頭[4]液面的距離，連續按下測量按鈕可多次測量，測量完畢按下電源按鈕關閉電源。此可攜式實 用型液位測量裝置的測量距離範圍為10釐米至5米，環境溫度為-2(TC 85'C。
權利要求1、一種可攜式實用型液位測量裝置，其中包括微控制器[1]、超聲波檢測集成電路[7]、溫度檢測電路[12]、超聲波發射頭[4]、超聲波接收頭[5]、光電隔離電路[2]、超聲波發射電路[3]、信號放大電路[6]、液晶顯示電路[8]、乾電池[9]、電源電路[10]、操作按鈕[11]，其特徵在於由微控制器[1]產生的超聲波經過光電隔離電路[2]傳輸至超聲波發射電路[3]放大後由超聲波發射頭[4]發射，超聲波接收頭[5]接收到的超聲波信號經信號放大電路[6]放大後送超聲波檢測集成電路[7]檢測，微控制器[1]根據超聲波檢測集成電路[7]檢測到的超聲波信號計算出被測液面液位，液位的顯示由液晶顯示電路[8]處理，溫度檢測電路[12]對測量環境溫度進行檢測，送微控制器[1]處理，乾電池[9]給整個裝置供電，乾電池[9]的電壓經電源電路[10]變換為裝置所需電壓。
2、 根據權利要求1所述的可攜式實用液位測量裝置，其特徵在於所說的超聲波檢測集成電路[7]的引腳 8通過總線P3. 2與微控制器[l]的引腳6相聯。
3、 根據權利要求1所述的可攜式實用液位測量裝置，其特徵在於所說的溫度檢測電路[12]的引腳2與微 控制器[l]的引腳16通過總線相聯。
4、 根據權利要求1所述的可攜式實用液位測量裝置，其特徵在於所說的液晶顯示電路[8]的2、 3、 4號 引腳與微控制器[l]的17、 18、 19號引腳通過總線相聯。
5、 根據權利要求1所述的可攜式實用液位測量裝置，其特徵在於所說的光電隔離電路[2]的3號引腳與 微控制器[l]的13號引腳通過總線emit相聯。
專利摘要可攜式實用型液位測量裝置實用新型涉及超聲波檢測技術領域，尤其是儲油罐液位測量儀。本實用新型的目的在於提供一種結構簡單，攜帶方便，不需要安裝，只需要乾電池供電，操作簡單，經濟實用，且具有釐米級測量精度的液位測量裝置。置於容器頂部的超聲波發射頭[4]向液面發射短促的聲脈衝，同時啟動定時器，經過時間t，超聲波接收頭[5]便可以接收到從液面反射回來的回波聲脈衝，定時器記錄此時間t，設超聲波發射頭[4]發射面到液面的距離為h1，聲波在空氣中的傳播速度為v，則存在關係h1＝vt/2，由此可用通過微控制器計算出距離h1。本實用新型主要用於諸如小型加油站等對液位測量儀價格敏感且要求具有釐米級測量精度的場所。
文檔編號G01F23/296GK201429447SQ200820230599
公開日2010年3月24日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者雷建龍 申請人:雷建龍