一種可自動校準的超聲波液位測量系統的製作方法
2023-12-03 16:39:21
一種可自動校準的超聲波液位測量系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種可自動校準的超聲波液位測量系統，包括微控制器（1）、發射電路（2）、接收電路（3）和超聲波探頭（4），還包括溫度補償電路（5），在所述超聲波探頭（4）和被測目標（7）之間設置有一金屬杆（6），通過實測聲速和溫度測量進行自動校準，測量精度高，實現對液位的精確測量，測量精度不受空氣品質因素的影響。
【專利說明】 一種可自動校準的超聲波液位測量系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲波液位計領域，特別涉及一種可自動校準的超聲波液位測量系統。
【背景技術】
[0002]超聲波測距技術具有非接觸、高精度、價格低、使用方便等優點，現已廣泛應用於工業生產、醫學檢查、日常生活等領域。超聲波液位測量儀是由微處理器控制的數字液位儀表，在測量中超聲波脈衝由傳感器發出，聲波經液體表面反射後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換成電信號，並由聲波的發射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。超聲波液位測量儀由於採用非接觸的測量，被測介質幾乎不受限制，可廣泛用於各種液體和固體物料高度的測量。
[0003]超聲波液位計應用廣泛，影響其測量精度的主要因素是液位計算中的參考聲速值，聲速值與被測介質、溫度、壓力等因素有關，複雜而不斷變化的工況直接影響參考聲速的測量，進而導致液位測量精度不高。目前市場上已有的超聲波液位計其測量原理簡單，測量精度不高，影響實際應用。
[0004]針對目前大多數超聲波液位計測量精度不高問題，本發明專利目的在於設計一種可自動校準的超聲波液位測量系統，在超聲波探頭和被測目標之間設置有一金屬杆，用於測量聲速，利用測量實測聲速對液位測量進行校正補償，還包括溫度補償電路，對測量聲速起溫度補償作用。本發明提供的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，通過實測聲速和溫度測量進行自動校準，測量精度高，實現對液位的精確測量，測量精度不受空氣品質因素的影響。
【發明內容】
[0005]本發明提出了一種可自動校準的超聲波液位測量系統，測量精度高，實現對液位的精確測量，測量精度不受空氣品質因素的影響，本發明是通過以下技術方案實現的:
本發明提供一種可自動校準的超聲波液位測量系統，包括微控制器(I)、發射電路
(2)、接收電路(3)和超聲波探頭(4)，還包括溫度補償電路(5)，所述溫度補償電路(5)連接微控制器(I )，起溫度補償作用；所述超聲波探頭(4)和被測目標(7)之間設置有一金屬杆
[6]。
[0006]進一步，本發明所述微控制器(I)為MSP430F149晶片。
[0007]進一步，本發明所述微控制器(I)連接有信號放大電路(8)，所述信號放大電路
[8]連接發射電路(2)。
[0008]進一步，本發明所述溫度補償電路(5)採用溫度傳感器DS18820。
[0009]進一步，本發明所述接收電路(3 )依次連接有濾波電路(9 )、多級放大電路(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]進一步，本發明所述一種可自動校準的超聲波液位測量系統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)和顯示設備(13)。
[0011]進一步，本發明所述顯示設備(13)顯示液位測量結果、氣體介質的聲速或者介質溫度參數中的一種或幾種。
[0012]進一步，本發明所述一種可自動校準的超聲波液位測量系統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]以下參照附圖對本發明實施例作進一步說明，其中:
圖1是本發明一種可自動校準的超聲波液位測量系統的系統構成圖。
具體實施例
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0015]本發明提出了一種可自動校準的超聲波液位測量系統，請參閱圖1是本發明一種可自動校準的超聲波液位測量系統的系統構成圖，包括微控制器(I)、發射電路(2)、接收電路(3 )和超聲波探頭(4 )，還包括溫度補償電路(5 )，所述溫度補償電路(5 )連接微控制器
(1)，起溫度補償作用；所述超聲波探頭(4)和被測目標(7)之間設置有一金屬杆(6)。
[0016]由於測量環境的複雜性和測量方法等原因，測量過程中會引起誤差。金屬杆(6)用於自校正測量液位，對聲速進行補償。在發射探頭前端安裝一個金屬杆(6)，金屬杆(6)位於超聲波探頭(4 )和被測目標(7 )之間，被測目標(7 )與超聲波探頭(4 )形成一個距離一定的聲程區間，當超聲波探頭(4)發射聲波時，金屬杆(6)能將一部分聲波反射回超聲波探頭
(4)，超聲波探頭(4)接收到反射波後，計算從發射到接收的時間，從而計算出聲速。
[0017]微控制器(I)為MSP430F149晶片，所述微控制器(I)連接有信號放大電路(8)，所述信號放大電路(8)連接發射電路(2)。所述接收電路(3)依次連接有濾波電路(9)、多級放大電路(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]所述溫度補償電路(5 )採用溫度傳感器DS18820，起溫度補償作用。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應關係，因此，測量出溫度可對聲速進行進一步校準。
[0019]本發明提供的一種可自動校準的超聲波液位測量系統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)和顯示設備(13)，所述顯示設備(13)顯示液位測量結果、氣體介質的聲速或者介質溫度參數中的一種或幾種。
[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]以上所述本發明的【具體實施方式】，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何根據本發明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種可自動校準的超聲波液位測量系統，包括微控制器(I)、發射電路(2)、接收電路(3)和超聲波探頭(4)，其特徵在於，還包括溫度補償電路(5)，所述溫度補償電路(5)連接微控制器(I )，起溫度補償作用；所述超聲波探頭(4)和被測目標(7)之間設置有一金屬杆(6 )。
2.如權利要求1所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，所述微控制器(I)為MSP430F149晶片。
3.如權利要求1所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，所述微控制器(I)連接有信號放大電路(8 )，所述信號放大電路(8 )連接發射電路(2 )。
4.如權利要求1所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，所述溫度補償電路(5)採用溫度傳感器DS18820。
5.如權利要求1所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，所述接收電路(3 )依次連接有濾波電路(9 )、多級放大電路(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.如權利要求1所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，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)和顯示設備(13)。
7.如權利要求6所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，所述顯示設備(13)顯示液位測量結果、氣體介質的聲速或者介質溫度參數中的一種或幾種。
8.如權利要求1所述的一種可自動校準的超聲波液位測量系統，其特徵在於，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】G01F23/296GK104266718SQ201410493050
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】石冰鑫, 李景雲 申請人:中山歐麥克儀器設備有限公司