超声波液位计控制阀门上水

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参考声速法的超声波液位计班级：电机与电器姓名：陈志伟学号：4000118588?2月1日目录一：研究的目的与意义，研究现状本二：课题的基本任务三：需要的工作条件及系统方框图四：参考文献一：目的及意义，现状分析(1)目的：本课程设计的目的就是突破各种介质和温度的影响，实现更精确的液位测量。(2)意义：无需采集环境温度，避免了由于测温误差引起的系统误差，还简化了系统结构，降低了生产成本，进一步提高了系统精度。(3)现状分析：目前市场上的超声波液位计品种多样，大多采用温度补偿方法对超声波传播速度进行校正，以提高仪表测量精度。此方法需在系统外加一个温度测量单元，通过测量环境温度，获得实际声速；由此也引进了温度测量误差，从而限制了系统精度的进一步提高。二：主要任务1.了解超声波传感器的原理、特性及液位检测现状，并进行文献综述；2.选用合适的超声波传感器作为一次测量元件，依据参考声速法，确定基于单片机的超声波液位计的设计方案；3.以单片机为核心部件，设计超声波发射驱动电路、超声波的回波检测电路、信号调理及放大电路、键盘和显示电路等，完成主体硬件电路设计，绘制硬件电路图；4.提供软件设计主要思路，画出主要程序流程图，并完成部分主要程序的编程调试。四：工作条件及系统方框图超声波：》20000hz的机械波测量原理：s=vt/2（v超声波速度，t传播时间）液位高度：h=sxcosθ超声波液位测量示意图：h：液面高度超声波液位计设计总框图四：进程安排12年01月09日－12年03月30日调研、搜集资料12年04月02日－12年04月06日论证、开题12年04月09日－12年04月20日总体方案与论证12年04月23日－12年05月04日硬件设计12年05月07日－12年05月11日中期检查12年05月14日－12年05月25日软件设计12年05月28日－12年06月01日提交初稿12年06月04日－12年06月08日修改12年06月11日－12年06月15日定稿、打印12年06月18日－12年06月22日答辩五：参考文献[1]刘艳艳等.一种新型超声液位测量方法的研究[J].声学与电子工程.2007年第4期，45-47。[2]雷建龙等.基于LM567的实用型液位计的设计[J].自动化仪表.2007年10月，28（10）：4-6。[3]郭雨梅等.智能油罐测量系统[J].沈阳工业大学学报.1999年2月，21（2）：1-5。[4]郭建忠，林书玉，高伟.超声换能器电感电容匹配电路的改进[J].压电与声光.2005，27卷第3期：257-259。[5]3林书玉.超声换能器的原理及设计[M].北京：科学出版社，2004[6]董爱华.检测与转换技术[M].北京：中国电力出版社，2007[7]张德宁.基于超声波的局部放电检测仪的研制[D].河北：河北农业大学，2009[8]杜功焕，龚秀芬.声学基础[M],南京:南京大学出版社.2001[9]万福君，刘芳.MCS-51单片机原理系统设计与应用[M].北京：清华大学出版社.2008[10].Lee,S.;Newnham,R.E.;Smith,N.B.,"Shortultrasoundexposuretimesfornoninvasiveinsulindeliveryinratsusingthelightweightcymbalarray,"U.N,Ultrasonics,FerroelectricsandFrequencyControl,IEEETransactionson,2004,vol.51:176-180[11]Beard,P.C.;,"Two-dimensionalultrasoundreceivearrayusinganangle-tunedFabry-Perotpolymerfilmsensorfortransducerfieldcharacterizationandtransmissionultrasoundimaging,"U.N,Ultrasonics,Fe
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三、超声波液位计安装原则
6）若传感器发射面到zui高液位的距离小于选购仪表的盲区，需加装延伸管，延伸管管径大于120mm，长度0.35m～0.50m，垂直安装，内壁光滑，罐上开孔应大于延伸管内径。或者可以将管子直接到罐底，管径大于80mm，管底留孔便于液体流入。
四、超声波液位计工作原理图解
五、超声波液位计选型表
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超声波液位计
超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。超声波液位计由三部分组成：超声波换能器、处理单元、输出单元。1产品简介超声波液位计可采用二线制、三线制或四线制技术，二线制为：供电与信号输出共用；三线制为
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空气中声速c与温度T之间的关系为：c=331.3+0.6T(m/s)
图2为基于单片机的超声波液位计的原理框图，该物位计以单片机为核心，进行超声波的发射、接收控制和数据处理，具有声速补偿功能及自动增益控制功能。
图2超声波液位计原理框图
单片机根据量程确定发射周期，输出脉冲信号，此信号使发射电路发出一串高频(10kHz-40kHz)电脉冲，经功率放大后，加到探头上，探头发出的超声波到达料面后，经发射又回到探头，探头将接收到的超声波能转换成电信号，放大后，送单片机的中断口。单片机对超声波从发射到接收所需的时间计时，同时测量现场环境温度，按公式H=c△t/2和公式c=331.3+0.6T(m/s)计算出探头到料面的高度H，将料仓的高度减去H就可以得到料位的高度。
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超声波液位计
关键字：液位计,超声波液位计
ZH-CYW系列超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收并转换成电信号。超声波液位计具有自动功率调整，温度补偿，抗干扰等功能。由于采用非接触测量，被测介质几乎不受控制，可广泛应用于水环境、酸碱、泥浆、食品等多种环境。
超声波液位计可采用二线制、三线制或四线制技术，供电回路和信号输出回路独立，当采用直流24v供电时，可使用一根3芯电缆线，供电负端和信号输出负端共用一根芯线；当采用交流220v供电时，或者当采用直流24v供电，要求供电回路与信号输出回路完全隔离时，应使用一根4芯电缆线。直流或交流供电，具有4~20mADC，高低位开关量输出。
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