CN104198016A - 超声波液位计及超声波液位检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波液位计及超声波液位检测方法,其中,该超声波液位计包括:控制器,用于发送第一脉冲信号及第二脉冲信号,并接收第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号,且确定容器中的实际声波传输速度,以及根据接收第二脉冲回波信号与发送第二脉冲信号之间的第二时间差及实际声波传输速度确定容器中的液位值;第一超声波感测装置,用于接收到控制器发送的第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并生成第一脉冲回波信号,以及将第一脉冲回波信号发送至控制器;第二超声波感测装置,用于发出第二超声波信号,并生成第二脉冲回波信号,以及将第二脉冲回波信号发送至控制器。本发明提供的超声波液位计能够提高测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及超声波测量领域,特别涉及一种超声波液位计及超声波液位检测方法。
背景技术
将超声波液位计外贴在油箱的底部,不会对油箱表面结构造成任何破坏,具有维护方便,安装简单,能够连续测量等特点,在智能能源管理领域具有很好的市场发展前景。其测量原理如下:L1=ct/2。其中,液位为L1,超声脉冲在探头与液面之间的介质中来回一次的时间为t,介质中的声速为c。
现有一种高精度的外贴式超声液位计,超声波探头外贴于容器底部实现液位的测量,利用实时的温度测量方式实现声速的实时补偿。其具体结构如图1所示。由于液体介质中的声速会随介质的组成成分、温度等的变化而变化,需要对传声介质的声速进行校正,提高超声波液位计的测量精度。上述专利申请利用实时的温度测量方式实现声速的实时补偿。补偿方式存在如下缺点:
1、如果液体介质的组成成分发生变化,测量结果将会产生误差,例如水中的声速为1500m/s,煤油的声速为1350m/s。
2、由于其温度传感元件在探头内部,其生产工艺无法保证温度测量的一致性,并且温度传感元件本身就没有一致性,导致温度补偿产生误差且没有一致性。
发明内容
有鉴于此,本发明提出一种超声波液位计及超声波液位检测方法,提高测量准确度。
一方面,本发明提供了一种超声波液位计,用于感测容器的液位,包括:控制器,用于发送第一脉冲信号及第二脉冲信号,并接收第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号,且根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度,以及根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值;第一超声波感测装置,用于接收到所述控制器发送的所述第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并在接收到与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;第二超声波感测装置,用于接收到所述控制器发送所述第二脉冲信号后,发出第二超声波信号,并在接收到与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第二时间差为所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间。
进一步地,所述第一超声波感测装置包括:第一超声波探头,用于发出所述第一超声波信号,并接收及转发所述第一超声回波信号;所述第一超声波探头用于安装在所述容器的侧壁外表面;第一超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动所述第一超声波探头以发出所述第一超声波信号;第一超声波接收电路,用于接收所述第一超声波探头转发的所述第一超声回波信号,并根据所述第一超声回波信号生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器。
进一步地,所述第二超声波感测装置包括:第二超声波探头,用于发出所述第二超声波信号,并接收及转发所述第二超声回波信号;所述第二超声波探头用于安装在所述容器的底壁外表面;第二超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号驱动所述第二超声波探头以发出所述第二超声波信号;第二超声波接收电路,用于接收所述第二超声波探头转发的所述第二超声回波信号,并根据所述第二超声回波信号生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送所述控制器。
进一步地,所述第一超声波探头、所述第一超声波发射电路及第一超声波接收电路分离设置或集成设置;所述第二超声波探头、所述第二超声波发射电路及第二超声波接收电路分离设置或集成设置。
进一步地,所述的超声波液位计还包括:反射板,用于安装在所述容器的底壁内表面上,所述反射板与所述第一超声波感测装置配合作用。
另一方面,本发明提供了一种外贴式超声波液位计,用于感测容器的液位,包括:控制器,用于发送第一脉冲信号及第二脉冲信号,并接收第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号,且根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度,以及根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值;第一超声波探头,用于发出第一超声波信号,并接收及转发与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;第二超声波探头,用于发出第二超声波信号,并接收及转发与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号;所述第二超声波探头用于安装在所述容器的底壁外表面;超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号及第二脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动所述第一超声波探头以发出第一超声波信号;以及根据所述第二脉冲信号驱动所述第二超声波探头以发出第二超声波信号;超声波接收电路,用于在接收到所述第一超声波探头转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;还用于在接收到所述第二超声波探头转发的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器。
进一步地,所述的超声波液位计还包括:反射板,用于安装在所述容器的底壁内表面上,所述反射板与所述第一超声波探头配合作用;所述第一超声波探头用于安装在所述容器的侧壁外表面。
再一方面,本发明提供了一种超声波液位检测方法,用于感测容器的液位,包括:控制器发送第一脉冲信号,并记录发送所述第一脉冲信号的时间;第一超声波感测装置在接收到所述控制器发送的所述第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并在接收到与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;所述控制器根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;所述控制器发送第二脉冲信号,并记录发送所述第二脉冲信号的时间;安装在所述容器的底壁外表面第二超声波感测装置在接收到所述控制器发送所述第二脉冲信号后,发出第二超声波信号,并在接收到与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第二时间差为所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间;所述控制器根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值。
进一步地,所述“根据接收所述第一脉冲回波信号时与发送所述第一脉冲信号时之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度”的步骤包括:确定所述第一超声波感测装置所在高度对应的所述容器的宽度;并计算所述容器的宽度与所述第一时间差的比值,将所述比值作为所述实际声波传输速度;或者,确定所述第一超声波感测装置所在位置与安装在所述容器的底壁内表面上的反射板之间的距离;并计算所述容器的距离与所述第一时间差的比值,将所述比值作为所述实际声波传输速度。
再一方面,本发明提供了一种超声波液位检测方法,用于感测容器的液位,包括:控制器发送第一脉冲信号,并记录发送所述第一脉冲信号的时间;超声波发射电路接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动第一超声波探头;所述第一超声波探头发出第一超声波信号,并接收及转发与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号;超声波接收电路在接收到所述第一超声波探头转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;所述控制器根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;所述控制器发送第二脉冲信号,并记录发送所述第二脉冲信号的时间;所述超声波发射电路接收所述控制器发送的所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号驱动安装在所述容器的底壁外表面的第二超声波探头;所述第二超声波探头发出第二超声波信号,并接收及转发与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号;所述超声波接收电路在接收到所述第二超声波探头转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述控制器根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值。
本发明的超声波液位计及超声波液位检测方法通过在容器宽度W确定的情况下,结合所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间(即第一时间差),可以准确地测量实际声速,然后再结合所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间(即第二时间差)与上述实际声速测量液位,不需要通过温度补偿声速,能避免温度测量误差导致声速产生误差的问题。并且,在液体介质的组成成分发生变化后,本发明也可以得到准确的声速,提高超声波液位计的测量精度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为现有的超声波液位计的测量原理示意图;
图2为本发明实施例提供的超声波液位计的测量原理示意图;
图3为本发明实施例提供的另一超声波液位计的测量原理示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
该超声波液位计可以包括:控制器,用于发送第一脉冲信号及第二脉冲信号,并接收第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号,且根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度,以及根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值;第一超声波感测装置,用于接收到所述控制器发送的所述第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并在接收到与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;第二超声波感测装置,用于接收到所述控制器发送所述第二脉冲信号后,发出第二超声波信号,并在接收到与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第二时间差为所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间。
下面结合附图具体说明,图2为本实施例提供的超声波液位计的测量原理示意图;如图2所示,所述第一超声波感测装置包括:第一超声波探头21,用于发出所述第一超声波信号,并接收及转发所述第一超声回波信号;所述第一超声波探头21用于安装在所述容器的侧壁外表面;第一超声波发射电路(图中未示出),用于接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动所述第一超声波探头21以发出所述第一超声波信号;第一超声波接收电路(图中未示出),用于接收所述第一超声波探头21转发的所述第一超声回波信号,并根据所述第一超声回波信号生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器。所述第二超声波感测装置包括:第二超声波探头22,用于发出所述第二超声波信号,并接收及及转发所述第二超声回波信号;所述第二超声波探头22用于安装在所述容器的底壁外表面;第二超声波发射电路(图中未示出),用于接收所述控制器发送的所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号驱动所述第二超声波探头22以发出所述第二超声波信号;第二超声波接收电路(图中未示出),用于接收所述第二超声波探头22转发的所述第二超声回波信号,并根据所述第二超声回波信号生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送所述控制器。具体操作时,所述第一超声波探头21、所述第一超声波发射电路及第一超声波接收电路分离设置或集成设置;所述第二超声波探头22、所述第二超声波发射电路及第二超声波接收电路分离设置或集成设置。
由于第一超声波探头21所处高度对应的容器宽度W是可以测量确定的,而控制器接收所述第一脉冲回波信号时与发送所述第一脉冲信号时之间的第一时间差基本上为超声波从第一超声波探头21到对面侧壁并返回至第一超声波探头21的时间值,故,计算所述第一超声波感测装置所在高度对应的容器的宽度与所述第一时间差的比值,所述比值作即为所述实际声波传输速度。进而可以利用将接收所述第二脉冲回波信号时与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差乘以所述实际声波传输速度,即可得到所述容器中的液位值L。
可以理解的是,在所述第一超声波探头21与所述第一超声波发射电路及第一超声波接收电路分离设置时;所述第二超声波探头22与所述第二超声波发射电路及第二超声波接收电路分离设置时,所述第一超声波探头21与所述第二超声波探头22可以共用同一个超声波发射电路及超声波接收电路。即:超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号及第二脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动所述第一超声波探头21;以及根据所述第二脉冲信号驱动所述第二超声波探头21;超声波接收电路,用于在接收到所述第一超声波探头21转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;还用于在接收到所述第二超声波探头22转发的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器。上述方案可以通过预先设置控制器与超声波发射电路及超声波接收电路的通信协议,比如控制器在发送第一脉冲信号及第二脉冲信号时加入区分二者的标识码,超声波接收电路在返回第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号加入区分二者的标识码,即可实现由超声波发射电路将上述第一脉冲信号及第二脉冲信号分别发送至所述第一超声波探头21及所述第二超声波探头,以及实现控制器识别第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号。
具体操作时,上述控制器可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU),如freescale 8位控制器DZ60,利用推挽电路产生脉冲信号以进而控制超声波发射电路。控制器内部的定时器记录各回波信号的回波时刻与脉冲信号的发送时刻之间的第一时间差,CPU计算出容器内的液位值,然后通过自身内置或独立外置的通讯模块将液位值传递给上位机。当然,为了更好地配合CPU工作,还可以有常用的存储模块。上述控制器、各超声波发射电路(包括第一超声波发射电路、第二超声波发射电路及上述超声波发射电路)及各超声波接收电路(包括第一超声波接收电路、第二超声波接收电路及上述超声波接收电路)可以由一个电源模块统一供电,该电源模块输入可以为24V,输出可以为12V和5V,12V给各超声波发射电路和各超声波接收电路供电,5V给CPU、通讯模块和存储模块供电。各超声波发射电路模块可以通过电感线圈储能,在MOSFET开关断开的瞬间产生120V高压窄脉冲,对应驱动各超声波探头(第一超声波探头21及第二超声波探头22)。各超声波接收电路模块可以通过二阶有源带通滤波器并放大后,经过检波处理,输出脉冲回波(即第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号)给CPU。
上述外贴式超声液位计的工作过程简述如下:CPU发出第一脉冲信号,通过第一超声波发射电路,驱动第一超声波探头21发出第一超声波信号,之后第一超声波探头21接收到第一超声回波信号,第一超声波接收电路根据第一超声回波信号生成及发送第一脉冲回波信号,CPU在收到第一脉冲回波信号后,根据容器的宽度及第一时间差,计算出实际声速;然后CPU发出第二脉冲信号,通过第二超声波发射电路,驱动第二超声波探头22发出第二超声波信号,之后第二超声波探头22接收到第二超声回波信号,第二超声波接收电路根据第二超声回波信号生成及发送第二脉冲回波信号,CPU在收到第二脉冲回波信号后,根据上述实际声速及第二时间差,计算出容器中的液位值。
本实施例通过根据超声波液位计的测量原理,在容器宽度W确定的情况下,结合安装在容器侧壁的第一超声波探头发出的超声波在容器内的往返时间,可以准确的测量实际声速,然后再结合安装在容器底部的第二超声波探头发出的超声波在容器内的往返时间与上述实际声速测量液位,不需要通过温度补偿声速,能避免温度测量误差导致声速产生误差的问题;同时在液体介质的组成成分发生变化后,也可以得到准确的声速,提高了超声波液位计的测量精度。
图3为本发明实施例提供的另一超声波液位计的测量原理示意图,本实施例与图2所示实施例的区别在于,超声波液位计还包括:反射板3,该反射板3安装在所述容器的底壁内表面上,所述反射板3与所述第一超声波感测装置配合作用。也就是说,所述第一超声波感测装置(如第一超声波探头21)发出的超声波遇到反射板3后立即返回,此时可利用反射板3与第一超声波探头21安装位置之间的距离与上述第一时间差计算所述容器中的实际声波传输速度;该反射板3与第一超声波探头21安装位置之间的距离可以现场测量或预先设置。
可以理解的是,图2及图3对应的实施例中,所述控制器与所述第一超声波感测装置及所述第二超声波感测装置之间均采用无线信号连接或有线信号连接。
本实施例通过利用外贴于容器侧面第一超声波探头实现声速的实时补偿,进而利用外贴于容器底部的第二超声波探头实现液位的测量,测量精度不受温度影响;能够适应不同的传声介质,测量精度不随介质组成成分变化而降低。
本发明还提供一种超声波液位检测方法实施例,该方法包括:
控制器发送第一脉冲信号,并记录发送所述第一脉冲信号的时间;
第一超声波感测装置在接收到所述控制器发送的所述第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并在接收到与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;
所述控制器根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;
所述控制器发送第二脉冲信号,并记录发送所述第二脉冲信号的时间;
安装在所述容器的底壁外表面第二超声波感测装置在接收到所述控制器发送所述第二脉冲信号后,发出第二超声波信号,并在接收到与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第二时间差为所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间;
所述控制器根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值。
具体地,所述“根据接收所述第一脉冲回波信号时与发送所述第一脉冲信号时之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度”步骤可以包括:
确定所述第一超声波感测装置所在高度对应的所述容器的宽度;并计算所述容器的宽度与所述第一时间差的比值,将所述比值作为所述实际声波传输速度;或者;
确定所述第一超声波感测装置所在位置与安装在所述容器的底壁内表面上的反射板之间的距离;并计算所述容器的距离与所述第一时间差的比值,将所述比值作为所述实际声波传输速度。
此外,本发明还提供一种在所述第一超声波探头21与所述第二超声波探头22可以共用同一个超声波发射电路及超声波接收电路时的超声波液位检测方法,其包括:
控制器发送第一脉冲信号,并记录发送所述第一脉冲信号的时间;
超声波发射电路接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动第一超声波探头21;
所述第一超声波探头21发出第一超声波信号,并接收及转发与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号;
超声波接收电路在接收到所述第一超声波探头21转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;
所述控制器根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;
所述控制器发送第二脉冲信号,并记录发送所述第二脉冲信号的时间;
所述超声波发射电路接收所述控制器发送的所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号驱动安装在所述容器的底壁外表面的第二超声波探头22;
所述第二超声波探头22发出第二超声波信号,并接收及转发与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号;
所述超声波接收电路在接收到所述第二超声波探头22转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;
所述控制器根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值。
本实施例通过利用外贴于容器侧面第一超声波探头实现容器内实际声速的测量,进而利用外贴于容器底部的第二超声波探头实现液位的测量,测量精度不受温度影响;能够适应不同的传声介质,测量精度不随介质组成成分变化而降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种外贴式超声波液位计,用于感测容器的液位,其特征在于,包括:
控制器,用于发送第一脉冲信号及第二脉冲信号,并接收第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号,且根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度,以及根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值;
第一超声波感测装置,用于接收到所述控制器发送的所述第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并在接收到与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;
第二超声波感测装置,用于接收到所述控制器发送所述第二脉冲信号后,发出第二超声波信号,并在接收到与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第二时间差为所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间。
2.根据权利要求1所述的外贴式超声液位计,其特征在于,
所述第一超声波感测装置包括:
第一超声波探头(21),用于发出所述第一超声波信号,并接收及转发所述第一超声回波信号;所述第一超声波探头(21)用于安装在所述容器的侧壁外表面;
第一超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动所述第一超声波探头(21)以发出所述第一超声波信号;
第一超声波接收电路,用于接收所述第一超声波探头(21)转发的所述第一超声回波信号,并根据所述第一超声回波信号生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器。
3.根据权利要求2所述的外贴式超声液位计,其特征在于,
所述第二超声波感测装置包括:
第二超声波探头(22),用于发出所述第二超声波信号,并接收及转发所述第二超声回波信号;所述第二超声波探头(22)用于安装在所述容器的底壁外表面;
第二超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号驱动所述第二超声波探头(22)以发出所述第二超声波信号;
第二超声波接收电路,用于接收所述第二超声波探头(22)转发的所述第二超声回波信号,并根据所述第二超声回波信号生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送所述控制器。
4.根据权利要求3项所述的超声波液位计,其特征在于,所述第一超声波探头(21)、所述第一超声波发射电路及第一超声波接收电路分离设置或集成设置;所述第二超声波探头(22)、所述第二超声波发射电路及第二超声波接收电路分离设置或集成设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的超声波液位计,其特征在于,还包括:反射板(3),用于安装在所述容器的底壁内表面上,所述反射板(3)与所述第一超声波感测装置配合作用。
6.一种外贴式超声波液位计,用于感测容器的液位,其特征在于,包括:
控制器,用于发送第一脉冲信号及第二脉冲信号,并接收第一脉冲回波信号及第二脉冲回波信号,且根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度,以及根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值;
第一超声波探头(21),用于发出第一超声波信号,并接收及转发与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;
第二超声波探头(22),用于发出第二超声波信号,并接收及转发与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号;所述第二超声波探头(22)用于安装在所述容器的底壁外表面;
超声波发射电路,用于接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号及第二脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动所述第一超声波探头(21)以发出第一超声波信号;以及根据所述第二脉冲信号驱动所述第二超声波探头(22)以发出第二超声波信号;
超声波接收电路,用于在接收到所述第一超声波探头(21)转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;还用于在接收到所述第二超声波探头(22)转发的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器。
7.根据权利要求6所述的超声波液位计,其特征在于,还包括:反射板(3),用于安装在所述容器的底壁内表面上,所述反射板(3)与所述第一超声波探头(21)配合作用;所述第一超声波探头(21)用于安装在所述容器的侧壁外表面。
8.一种超声波液位检测方法,用于感测容器的液位,其特征在于,包括:
控制器发送第一脉冲信号,并记录发送所述第一脉冲信号的时间;
第一超声波感测装置在接收到所述控制器发送的所述第一脉冲信号后,发出第一超声波信号,并在接收到与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;
所述控制器根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;
所述控制器发送第二脉冲信号,并记录发送所述第二脉冲信号的时间;
安装在所述容器的底壁外表面第二超声波感测装置在接收到所述控制器发送所述第二脉冲信号后,发出第二超声波信号,并在接收到与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;所述第二时间差为所述第二超声波信号及所述第二超声回波信号在所述容器中的传输时间;
所述控制器根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值。
9.根据权利要求8所述的超声波液位检测方法,其特征在于,所述“根据接收所述第一脉冲回波信号时与发送所述第一脉冲信号时之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度”的步骤包括:
确定所述第一超声波感测装置所在高度对应的所述容器的宽度;并计算所述容器的宽度与所述第一时间差的比值,将所述比值作为所述实际声波传输速度;或者,
确定所述第一超声波感测装置所在位置与安装在所述容器的底壁内表面上的反射板之间的距离;并计算所述容器的距离与所述第一时间差的比值,将所述比值作为所述实际声波传输速度。
10.一种超声波液位检测方法,用于感测容器的液位,其特征在于,包括:
控制器发送第一脉冲信号,并记录发送所述第一脉冲信号的时间;
超声波发射电路接收所述控制器发送的所述第一脉冲信号,并根据所述第一脉冲信号驱动第一超声波探头(21);
所述第一超声波探头(21)发出第一超声波信号,并接收及转发与所述第一超声波信号对应的第一超声回波信号;
超声波接收电路在接收到所述第一超声波探头(21)转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第一脉冲回波信号,以及将所述第一脉冲回波信号发送至所述控制器;
所述控制器根据接收所述第一脉冲回波信号与发送所述第一脉冲信号之间的第一时间差确定所述容器中的实际声波传输速度;所述第一时间差为所述第一超声波信号及所述第一超声回波信号在所述容器中的传输时间;
所述控制器发送第二脉冲信号,并记录发送所述第二脉冲信号的时间;
所述超声波发射电路接收所述控制器发送的所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号驱动安装在所述容器的底壁外表面的第二超声波探头(22);
所述第二超声波探头(22)发出第二超声波信号,并接收及转发与所述第二超声波信号对应的第二超声回波信号;
所述超声波接收电路在接收到所述第二超声波探头(22)转发的第一超声回波信号后,对应生成所述第二脉冲回波信号,以及将所述第二脉冲回波信号发送至所述控制器;
所述控制器根据接收所述第二脉冲回波信号与发送所述第二脉冲信号之间的第二时间差及所述实际声波传输速度确定所述容器中的液位值。
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