CN203688038U

CN203688038U - 分布式无线超声波液位测量仪

Info

Publication number: CN203688038U
Application number: CN201420064327.0U
Authority: CN
Inventors: 卢超
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2024-02-13

Abstract

本实用新型公开了一种分布式无线超声波液位测量仪，包括一个上位机和多个下位机，上位机包括第一微控制器、无线接收模块、USB接口、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块，无线接收模块、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块均与第一微控制器相连，第一微控制器通过USB接口和PC机连接，下位机包括第二微控制器、超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块，超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块均与第二微控制器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别安装在多个待测量液位顶部。本实用新型可以对多个液位数据同时测量，可视性好，采用无线方式，上位机和多个下位机可以随时移动，可扩展性好，具有应用推广价值。

Description

分布式无线超声波液位测量仪

技术领域

本实用新型涉及液位测量仪，具体来说为一种分布式无线超声波液位测量仪。

背景技术

液位测量在工业生产过程中被广泛应用，测量方法已经有多种, 例如人工检尺、玻璃管、浮子式、电容法、超声波、雷达、光纤等，其中超声波液位测量是由微处理器控制的一种非接触型测量方法。测量时，脉冲超声波由传感器发出，声波经液体表面反射后被同一种传感器接收，转换成电信号。根据声波的发射和接收的时间差来计算传感器到被测物体的距离。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。目前，智能化的超声波液位测量能够对接收信号做精确的处理和分析，可以将各种干扰信号过滤出来，识别多重回波，分析信号强度和环境温度等有关信息。超声波液位测量不仅能定点和连续测量，而且能方便地提供遥测和遥控所需的信号。同时，超声波液位测量不存在可动部件，所以在安装和维护上相应比较方便。超声测位技术适用于气体、液体或固体等多种测量介质，因而具有较大的适应性，且价格较为便宜。

目前现有的超声波液位测量仪，大多还是采用有线方式传输，传输距离短，布线较难，与其连接的采集机构的数量也受到限制，造成了灵活性差。因此开发一种简单高效、准确实用的分布式无线超声波液位测量仪，可以克服了传统技术需人工测量、不能及时检测动态数据的缺点，同时利用无线模块无线传输的特点，可以实现对多个液位测量点同时进行自动监测，使用户及时获得现场情况，为用户提供准确及时的信息，便于决策管理。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种分布式无线超声波液位测量仪，可对多个液位的变化情况进行实时自动监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：分布式无线超声波液位测量仪，包括一个上位机和多个下位机，上位机包括第一微控制器、无线接收模块、USB接口、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块，无线接收模块、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块均与第一微控制器相连，第一微控制器通过USB接口和PC机连接，下位机包括第二微控制器、超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块，超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块均与第二微控制器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别安装在多个待测量液位顶部。

作为优选，超声波测量模块包括超声波探头、功率幅值放大电路、脉冲产生电路、放大电路、滤波电路和A/D转换电路，第二微控制器控制脉冲产生电路产生信号后，经过功率幅值放大电路和超声波探头连接，超声波探头发出回波信号经过放大电路、滤波电路、A/D转换电路后和第二微控制器相连接。

作为优选，温度检测模块为数字式温度传感器，其温度补偿作用。

作为优选，显示模块为LCD显示屏。

作为优选，无线发射模块与无线接收模块相匹配且之间无线通讯。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：可以对多个液位数据同时测量，其结构简单、使用方便、可视性好，同时采用无线方式，上位机和多个下位机可以随时移动，可扩展性好，具有应用推广价值。

附图说明

图1为本实用新型所述分布式无线超声波液位测量仪的结构框图；

图2为本实用新型所述上位机的结构框图；

图3为本实用新型所述下位机的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实施例仅仅是对本实用新型实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。

本实用新型包括一个上位机和多个下位机，上位机包括第一微控制器、无线接收模块、USB接口、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块，无线接收模块、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块均与第一微控制器相连，第一微控制器通过USB接口和PC机连接，下位机包括第二微控制器、超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块，超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块均与第二微控制器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别安装在多个待测量液位顶部。超声波测量模块包括超声波探头、功率幅值放大电路、脉冲产生电路、放大电路、滤波电路和A/D转换电路，第二微控制器控制脉冲产生电路产生信号后，经过功率幅值放大电路和超声波探头连接，超声波探头发出回波信号经过放大电路、滤波电路、A/D转换电路后和第二微控制器相连接。温度检测模块为数字式温度传感器，其温度补偿作用。显示模块为LCD显示屏。无线发射模块与无线接收模块相匹配且之间无线通讯。

优选的是，所述的微控制器选用AT89C52单片机，所述的超声波探头为防水型压电陶瓷一体式超声波传感器TCF40-18TR1，所述A/D转换电路选用ADS930模数转换芯片，所述温度采集电路选用数字式温度传感器DS18B20,所述报警模块选用ISD1420语音芯片，所述存储模块采用AT24C04芯片，所述USB接口选用CH375芯片，所述无线发射模块和无线接收模块选用NRF2401芯片，所述显示模块选用LCD12864液晶显示器。

使用时，将多个下位机中的超声波探头安装在多个待测液位顶部，与液位正对。系统初始化后，由第二微控制器产生的脉冲信号经功率幅值放大后，激励超声波探头产生高频的超声波，超声波经媒介传到液面，部分超声能量被反射回超声波探头，发射信号和回波信号一同进入信号接收系统中进行放大、滤波处理后，经过A/D转换成数字信号送入第二微控制器，第二微控制器进行处理、计算、转换，并考虑温度检测模块测量的温度，进行温度补偿，然后通过无线发射模块发送至上位机的第一微控制器存储数据，显示模块同时显示多个测量的液位数据，同时把测量数据和按键模块输入的最高液位、最低液位进行计算和比较，若不在范围内，则启动报警模块报警，同时可利用USB接口连接上位PC机显示并绘制液位的实时和历史波形曲线。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围内的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.分布式无线超声波液位测量仪，包括一个上位机和多个下位机，所述上位机包括第一微控制器、无线接收模块、USB接口、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块，所述无线接收模块、按键模块、显示模块、报警模块和存储模块均与第一微控制器相连，第一微控制器通过USB接口和PC机连接，所述下位机包括第二微控制器、超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块，所述超声波测量模块、温度检测模块和无线发射模块均与第二微控制器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别安装在多个待测量液位顶部。

2.根据权利要求1所述的分布式无线超声波液位测量仪，其特征在于：所述超声波测量模块包括超声波探头、功率幅值放大电路、脉冲产生电路、放大电路、滤波电路和A/D转换电路，第二微控制器控制脉冲产生电路产生信号后，经过功率幅值放大电路和超声波探头连接，超声波探头发出回波信号经过放大电路、滤波电路、A/D转换电路后和第二微控制器相连接。

3.根据权利要求1所述的分布式无线超声波液位测量仪，其特征在于：所述温度检测模块为数字式温度传感器，其温度补偿作用。

4.根据权利要求1所述的分布式无线超声波液位测量仪，其特征在于：所述显示模块为LCD显示屏。

5.根据权利要求1所述的分布式无线超声波液位测量仪，其特征在于：所述无线发射模块与无线接收模块相匹配且之间无线通讯。