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储罐液位监测系统

来源:用户分享 时间:2025/7/26 19:56:12 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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精品文档 总体上讲,超声波发生器可以分为两大类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

声学式物位检测方法就是利用超声波的性质,通过测量声波从发射至接收到

1被测物位界面所反射的回波的时间间隔来确定物位的高低超声波发射器被置于H?vt2容器底部,当它向液面发射短促的脉冲时,在液面处产生反射,回波被超声接收器接收。若超声发射器和接收器到液面的距离为H,声波在液体中的传播速度为v,则有如下简单关系:

图3 方案三原理框图

通过方案比较,由于方案三的抗干扰能力较强,不与介质接触无可动部件,工作十分可靠,故障率低,适应范围广。尤其适告高粘度、高腐蚀性介质的液位测量;压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。

超声波发射 40KHZ震荡频率 单片机 超声波接收 放大 整形、滤波 门控电路 (1)

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精品文档 三、传感器工作原理

超声波测距原理是超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2。超声波的接收和发射是基于压电效应和逆压电效应。具有压电效应的压电晶体在受到声波声压的作用时,晶体两端将会产生与声压变化同步的电荷,从而把声波(机械能)转换成电能;反之,如果将交变电压加在晶体两个端面的极上,沿着晶体厚度方向将产生与所加交变电压同频率的机械振动,向外发射声波,实现了电能与机械能的转换。因此,用作超声发射和接收的压电晶体也称换能器。(a)液介式,探头固定安装在液体中最低液位之下。(b)气介式,探头安装在最高液位之上的空气或其它气体中。(c)固介式,把一根传声固体棒插入液体中,上端要高出最高液位之上,探头安装在传声固体棒的上端。

图4 超声波测距原理图

四、程序设计 1程序流程图

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开始 1 1 DEBUF赋初始值 DPTR←#FEF3H P1←A A←@DPTR 取结果A←B 结果送发光二极管P1ANL A,#0FH 保护现场BA←#0 @DPTR←A A的内容高4位清零 P3.3←$ ? 是 1

五、 超声波测液位的电路图

1 否 SWAP A A←@DPTR 结果低4位送DEBUF4 ACAAL DISP1 A\\D转换结果送DEBUF3 ACALL DELAY 返回开 .

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图5超声波测液位电路图 1、发射装置

超声波发射单元包括振荡电路和驱动电路.振荡电路是由2块555集成电路组成, IC1(555)组成超声波脉冲信号发生器它产生40 kHz的方波脉冲电路如图6(a)所示.电路图7中第二级反相器输出的电压由RA(3K电阻和滑动变阻器)的调节,可以改变输入到第一级反相器输入端的相位.当相位达到同相时,实现正反馈,就成了稳定的振荡器.振荡周期公式为T=2.2×RA×C.当RB足够大时,第一级反相器的输入电流可忽略不计.由于超声波换能器中心频率都有偏差,所以RB采用电位计,可以调节到最佳谐振点,这也是不用单片机产生方波的原因.电路中IC1和IC2同时得到相位相反的2路控制脉冲,提供给驱动电路驱动控制采用了L293型直流电机PWM调速芯片,它内部的H桥电路可以产生相位相反的两路脉冲.驱动电路的直流电源电压可以改变,以适应不同传感器对电压的要求.振荡电路中产生方波的两端,分别接到驱动电路3OUTA、3OUTBB端.控制输出电路中输出使能端,由单片机产生控制信号对其控制。

图6超声波测液位发射装置电路图

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