CN205537856U

CN205537856U - 基于单片机的液位测量装置

Info

Publication number: CN205537856U
Application number: CN201620247572.4U
Authority: CN
Inventors: 卜树坡; 章雯; 程磊; 赵展
Original assignee: Suzhou Vocational Institute of Industrial Technology
Current assignee: Suzhou Vocational Institute of Industrial Technology
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2026-03-29

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的液位测量装置，包括外壳、控制电路、光电编码器、超声波发射头、超声波接收头、按键、LED显示器、连接绳、浮球、平衡块，整个装置由外壳进行封装，所述控制电路、光电编码器设置于外壳内，所述超声波发射头、超声波接收头、按键、LED显示器设置于外壳表面；所述连接绳的一端与浮球相连接，连接绳的另一端穿过外壳并与平衡块相连接。本实用新型通过外界环境温度的检测提高了超声波测距的精度，通过延时避免了接收未经液面反射的超声波，其次利用温度传感器检测外界温度，从而提高了距离测量的精度。

Description

基于单片机的液位测量装置

技术领域

本发明涉及一种液位测量装置，尤其涉及了一种基于单片机的液位测量装置。

背景技术

随着科学的发展，液位的检测方法也在变化，精度也有了更佳的提高。单片机技术和传感器技术的发展使液位测量方法得到了更进一步的发展，超声波在液位测量中的应用也越来越广，但是就目前的发展水平来说，超声波在测距系统中的应用还有一定的限度，因此研究超声波的液位检测是很有发展前景的，它在技术和产业领域具有广阔的发展空间。在未来，超声波的液位测量将有更大的用途，更大的应用范围。它不但可以帮助人们解决很多生活中的困难，还可以作为科学探测和研究的手段。特别是水位的测量，可以帮助确定水位的高度，以便于其他工作的顺利进行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种基于单片机的液位测量装置，通过外界环境温度的检测提高了超声波测距的精度，通过延时避免了接收未经液面反射的超声波，其次利用温度传感器检测外界温度，从而提高了距离测量的精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于单片机的液位测量装置，包括外壳、控制电路、光电编码器、超声波发射头、超声波接收头、按键、LED显示器、连接绳、浮球、平衡块，整个装置由外壳进行封装，所述控制电路、光电编码器设置于外壳内，所述超声波发射头、超声波接收头、按键、LED显示器设置于外壳表面；所述连接绳的一端与浮球相连接，连接绳的另一端穿过外壳并与平衡块相连接。

作为一种优选方案，所述控制电路包括单片机以及与单片机相连接的电源电路、超声波接收电路、超声波发射电路、按键电路、LED显示电路、温度检测电路，所述光电编码器与单片机相连接。

作为一种优选方案，所述单片机采用MCS-51系列单片机。

作为一种优选方案，所述电源电路包括+5V电源电路与+12V电源电路。

作为一种优选方案，所述超声波发射电路与超声波发射头相连接，所述超声波发射头的型号为TCT40-10F1。

作为一种优选方案，所述超声波接收电路与超声波接收头相连接，所述超声波接收头的型号为TCT40-10S1。

作为一种优选方案，所述温度检测电路中的温度传感器的型号为DS18B20。

作为一种优选方案，还包括警报模块，所述警报模块与单片机相连接，包括蜂鸣器和连接发光二极管的指示灯。

作为一种优选方案，所述按键包括模式选择键、启动键、液位值加1键、液位值减1键。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1. 根据不同的液位测量进行选择超声波测量或者浮子测量；

2. 对超声波测量器或者浮子测量器进行检测警报，从而提高测量的准确性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中控制电路的原理框图；

图3是本发明中单片机的电路原理图；

图4是本发明中+5V电源电路的原理图；

图5是本发明中+12V电源电路的原理图；

图6是本发明中超声波发射电路的原理图；

图7是本发明中超声波接收电路的原理图；

图8是本发明中温度检测电路的原理图；

图9是本发明中LED显示电路的原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1所示，一种基于单片机的液位测量装置，包括外壳1、控制电路、光电编码器、超声波发射头2、超声波接收头3、按键、LED显示器4、连接绳5、浮球6、平衡块7，整个装置由外壳1进行封装，所述控制电路、光电编码器设置于外壳1内，所述超声波发射头2、超声波接收头3、按键、LED显示器4设置于外壳1表面；所述连接绳5的一端与浮球6相连接，连接绳5的另一端穿过外壳1并与平衡块7相连接。

如图2所示，所述控制电路包括单片机10以及与单片机10相连接的电源电路11、超声波接收电路12、超声波发射电路13、按键电路14、LED显示电路15、温度检测电路16，所述光电编码器17与单片机10相连接。

如图3所示，所述单片机10采用MCS-51系列单片机，包括晶振电路、复位电路，其中P0.0~P0.7用来控制LED的段码，P2.0~P2.3用来控制LED的位码，P1.3用来和温度检测电路16连接，超声波发射电路13和单片机10的P1.0口连接，而超声波接收电路12连接到单片机10外部中断INT0，电源采用+5V电源电路供电，晶振X1的频率是12MHZ。

本发明优选所述电源电路11包括+5V电源电路与+12V电源电路，单片机10采用+5V电源电路，超声波接收电路12、超声波发射电路13采用+12V电源电路，如图4所示为+5V电源电路的原理图，包括电源变压器T1、桥式整流电路BR1、滤波电容C3与C4、防自激电容C1与C2、稳压器7805，220V交流电通过电源变压器T1变换成交流低压，再经过桥式整流电路BR1和滤波电容C3的整流和滤波，在稳压器7805的VI和GND两端形成一个直流电压，此直流电压经过稳压器7805的稳压和滤波电容C4的滤波后产生一个精度高、稳定度好的+5V直流输出电压；如图5所示为+12V电源电路的原理图，包括电源变压器T2、桥式整流电路BR2、滤波电容C7与C8、防自激电容C5与C6、稳压器7812，220V交流电通过电源变压器T2变换成交流低压，再经过桥式整流电路BR2和滤波电容C7的整流和滤波，在稳压器7812的VI和GND两端形成一个直流电压，此直流电压经过稳压器7812的稳压和滤波电容C8的滤波后产生一个精度高、稳定度好的+12V直流输出电压。

如图6所示，所述超声波发射电路13与超声波发射头2相连接，所述超声波发射头2的型号为TCT40-10F1；超声波信号时利用555时基电路振荡产生的，通过电阻R10调节信号频率，工作时，单片机10通过P1.0口向超声波发射电路13发出控制信号从555时基电路的4脚输入后推动超声波发射头2产生超声波，超声波发射电路13产生调制脉冲，转换为超声波信号向前方空间发射。

如图7所示，所述超声波接收电路12与超声波接收头3相连接，所述超声波接收头3的型号为TCT40-10S1；采用集成运放芯片LM324作为比较器对放大后的信号进行波形变换，当输入信号的电压大于基准电压时，输出为“1”，当输入信号的电压小于基准电压时，输出为“0”，从而实现对输入信号进行变换的目的；其中红外线检波接收芯片采用CX20106，其具有功能强、性能优越、外围接口简单、成本低等优点，CX20106内部由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成，工作时，接收的回波信号线经过前置放大器和限幅放大器，将信号调整到合适幅值的矩形脉冲，由滤波器进行频率选择，滤除干扰信号，再经整形，送给输出端，当接收到与CX20106滤波器中心频率相符的回波信号时，其输出端就输出低电平，而输出端直接到单片机10的INT0引脚上，以触发中断。

如图8所示，所述温度检测电路16中的温度传感器的型号为DS18B20，温度传感器的DQ脚与单片机的P1.3管脚相连，用于显示当时的环境温度，并把从外界检测到的温度返回到单片机10中。

如图9所示为本发明的LED显示电路15的原理图，LED显示电路15与LED显示器4相连接，LED的段码通过单片机的P0.0~P0.7口来控制，位码通过P2.0~P2.3来控制，当需要某一位亮时，该位送位码驱动它点亮。

本发明优选还包括警报模块18，所述警报模块18与单片机10相连接，包括蜂鸣器81和连接发光二极管的指示灯82，起到警报作用，所述警报模块为该领域内的常用技术，故并未示出电路图。

本发明优选所述按键包括模式选择键91、启动键92、液位值加1键93、液位值减1键94，且按键与按键电路相连接，方便控制与调试，所述按键电路为该领域内的常用技术，故并未示出电路图。

具体实施时，打开电源开关95，按下模式选择键91选择超声波液位测量或者浮子测量，然后按下启动键92，当选择超声波液位测量时，超声波发射头2发射超声波测量液位，而超声波接收头3接收反射回来的超声波，同时传输信号给单片机10，单片机10再传输信号给LED显示器4显示出液位，当选择浮子测量时，通过浮球6的浮动，平衡块7用来平衡浮球6，光电编码器17测出液位信号给单片机10，单片机10再传输信号给LED显示器4显示出液位；同时该装置还可以用作警报装置，按下模式选择键91选择设置输入液位数值模式，通过液位值加1键93、液位值减1键94设置被检测液位测量器所测得的数值后，按下启动键92，当两者不同时，蜂鸣器81发声且指示灯82发光。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：包括外壳、控制电路、光电编码器、超声波发射头、超声波接收头、按键、LED显示器、连接绳、浮球、平衡块，整个装置由外壳进行封装，所述控制电路、光电编码器设置于外壳内，所述超声波发射头、超声波接收头、按键、LED显示器设置于外壳表面；所述连接绳的一端与浮球相连接，连接绳的另一端穿过外壳并与平衡块相连接；所述控制电路包括单片机以及与单片机相连接的电源电路、超声波接收电路、超声波发射电路、按键电路、LED显示电路、温度检测电路，所述光电编码器与单片机相连接；所述电源电路包括+5V电源电路与+12V电源电路，单片机采用+5V电源电路，超声波接收电路、超声波发射电路采用+12V电源电路，所述+5V电源电路包括电源变压器T1、桥式整流电路BR1、滤波电容C3与C4、防自激电容C1与C2、稳压器7805，220V交流电通过电源变压器T1变换成交流低压，再经过桥式整流电路BR1和滤波电容C3的整流和滤波，在稳压器7805的VI和GND两端形成一个直流电压，此直流电压经过稳压器7805的稳压和滤波电容C4的滤波后产生+5V直流输出电压；所述+12V电源电路包括电源变压器T2、桥式整流电路BR2、滤波电容C7与C8、防自激电容C5与C6、稳压器7812，220V交流电通过电源变压器T2变换成交流低压，再经过桥式整流电路BR2和滤波电容C7的整流和滤波，在稳压器7812的VI和GND两端形成一个直流电压，此直流电压经过稳压器7812的稳压和滤波电容C8的滤波后产生+12V直流输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述单片机采用MCS-51系列单片机。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述超声波发射电路与超声波发射头相连接，所述超声波发射头的型号为TCT40-10F1。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述超声波接收电路与超声波接收头相连接，所述超声波接收头的型号为TCT40-10S1。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述温度检测电路中的温度传感器的型号为DS18B20。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：还包括警报模块，所述警报模块与单片机相连接，包括蜂鸣器和连接发光二极管的指示灯。

7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述按键包括模式选择键、启动键、液位值加1键、液位值减1键。