CN104266718A - 一种可自动校准的超声波液位测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可自动校准的超声波液位测量系统，包括微控制器（1）、发射电路（2）、接收电路（3）和超声波探头（4），还包括温度补偿电路（5），在所述超声波探头（4）和被测目标（7）之间设置有一金属杆（6），通过实测声速和温度测量进行自动校准，测量精度高，实现对液位的精确测量，测量精度不受空气质量因素的影响。
Description
技术领域
本发明涉及超声波液位计领域，特别涉及一种可自动校准的超声波液位测量系统。
背景技术
超声波测距技术具有非接触、高精度、价格低、使用方便等优点,现已广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活等领域。超声波液位测量仪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。超声波液位测量仪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。
超声波液位计应用广泛，影响其测量精度的主要因素是液位计算中的参考声速值，声速值与被测介质、温度、压力等因素有关，复杂而不断变化的工况直接影响参考声速的测量，进而导致液位测量精度不高。目前市场上已有的超声波液位计其测量原理简单，测量精度不高，影响实际应用。
针对目前大多数超声波液位计测量精度不高问题，本发明专利目的在于设计一种可自动校准的超声波液位测量系统，在超声波探头和被测目标之间设置有一金属杆，用于测量声速，利用测量实测声速对液位测量进行校正补偿，还包括温度补偿电路，对测量声速起温度补偿作用。本发明提供的一种可自动校准的超声波液位测量系统，通过实测声速和温度测量进行自动校准，测量精度高，实现对液位的精确测量，测量精度不受空气质量因素的影响。
发明内容
本发明提出了一种可自动校准的超声波液位测量系统，测量精度高，实现对液位的精确测量，测量精度不受空气质量因素的影响，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种可自动校准的超声波液位测量系统，包括微控制器（1）、发射电路（2）、接收电路（3）和超声波探头（4），还包括温度补偿电路（5），所述温度补偿电路（5）连接微控制器（1），起温度补偿作用；所述超声波探头（4）和被测目标（7）之间设置有一金属杆（6）。
进一步，本发明所述微控制器（1）为MSP430F149芯片。
进一步，本发明所述微控制器（1）连接有信号放大电路（8），所述信号放大电路（8）连接发射电路（2）。
进一步，本发明所述温度补偿电路（5）采用温度传感器DSl8820。
进一步，本发明所述接收电路（3）依次连接有滤波电路（9）、多级放大电路（10）和选频整形电路（11），所述选频整形电路（11）连接所述微控制器（1）。
进一步，本发明所述一种可自动校准的超声波液位测量系统还包括输出显示电路（12），所述显示电路（12）连接所述微控制器（1）和显示设备（13）。
进一步，本发明所述显示设备（13）显示液位测量结果、气体介质的声速或者介质温度参数中的一种或几种。
进一步，本发明所述一种可自动校准的超声波液位测量系统还包括串口通信模块（14），所述串口通信模块（14）连接所述微控制器（1）和外部电脑。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1是本发明一种可自动校准的超声波液位测量系统的系统构成图。
具体实施例
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提出了一种可自动校准的超声波液位测量系统，请参阅图1是本发明一种可自动校准的超声波液位测量系统的系统构成图，包括微控制器（1）、发射电路（2）、接收电路（3）和超声波探头（4），还包括温度补偿电路（5），所述温度补偿电路（5）连接微控制器（1），起温度补偿作用；所述超声波探头（4）和被测目标（7）之间设置有一金属杆（6）。
由于测量环境的复杂性和测量方法等原因，测量过程中会引起误差。金属杆（6）用于自校正测量液位，对声速进行补偿。在发射探头前端安装一个金属杆（6），金属杆（6）位于超声波探头（4）和被测目标（7）之间，被测目标（7）与超声波探头（4）形成一个距离一定的声程区间，当超声波探头（4）发射声波时，金属杆（6）能将一部分声波反射回超声波探头（4），超声波探头（4）接收到反射波后，计算从发射到接收的时间，从而计算出声速。
微控制器（1）为MSP430F149芯片，所述微控制器（1）连接有信号放大电路（8），所述信号放大电路（8）连接发射电路（2）。所述接收电路（3）依次连接有滤波电路（9）、多级放大电路（10）和选频整形电路（11），所述选频整形电路（11）连接所述微控制器（1）。
所述温度补偿电路（5）采用温度传感器DSl8820，起温度补偿作用。温度是影响声速的主要因素，在正常大气压条件下，声速与温度存在着一定的对应关系，因此，测量出温度可对声速进行进一步校准。
本发明提供的一种可自动校准的超声波液位测量系统还包括输出显示电路（12），所述显示电路（12）连接所述微控制器（1）和显示设备（13），所述显示设备（13）显示液位测量结果、气体介质的声速或者介质温度参数中的一种或几种。
还包括串口通信模块（14），所述串口通信模块（14）连接所述微控制器（1）和外部电脑。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种可自动校准的超声波液位测量系统，包括微控制器（1）、发射电路（2）、接收电路（3）和超声波探头（4），其特征在于，还包括温度补偿电路（5），所述温度补偿电路（5）连接微控制器（1），起温度补偿作用；所述超声波探头（4）和被测目标（7）之间设置有一金属杆（6）。
2.如权利要求1所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，所述微控制器（1）为MSP430F149芯片。
3.如权利要求1所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，所述微控制器（1）连接有信号放大电路（8），所述信号放大电路（8）连接发射电路（2）。
4.如权利要求1所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，所述温度补偿电路（5）采用温度传感器DSl8820。
5.如权利要求1所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，所述接收电路（3）依次连接有滤波电路（9）、多级放大电路（10）和选频整形电路（11），所述选频整形电路（11）连接所述微控制器（1）。
6.如权利要求1所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，还包括输出显示电路（12），所述显示电路（12）连接所述微控制器（1）和显示设备（13）。
7.如权利要求6所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，所述显示设备（13）显示液位测量结果、气体介质的声速或者介质温度参数中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种可自动校准的超声波液位测量系统，其特征在于，还包括串口通信模块（14），所述串口通信模块（14）连接所述微控制器（1）和外部电脑。
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