CN206096960U - 一种基于超声波双回波的油池液位控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于超声波双回波的油池液位控制系统，包括工作油池、润滑油池、废液池、第一隔膜泵和第二隔膜泵，其中，第一隔膜泵与工作油池、废液池连通，第二隔膜泵与润滑油池、工作油池连通，所述的油池液位控制系统还包括超声波传感器、温度传感器、控制装置、电源和继电器，超声波传感器安装在工作油池正上方，其发射头与接收头均竖直向下布设，发射头间隔发射40kHz的方波，接收头接收两次回波，温度传感器伸入工作油池，控制装置分别与超声波传感器、温度传感器相连接，本实用新型不仅高质量，高精度，高实时性，高抗干扰性，适应范围广，全市域，而且占用空间小，成本低。

Description

一种基于超声波双回波的油池液位控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于超声波双回波的油池液位控制系统，属于油池液位控制装置。

背景技术

很多机械设备都会自带润滑油池为传动轴、齿轮、链条提供润滑，随着设备的使用，润滑油会逐渐泄漏，同时也会有其他杂液混入油池，会使得润滑油不足，但由于存在杂液导致液位仍处在正常位置，致使很多现有的液位测量装置误报油量正常，严重影响设备的正常使用及使用寿命。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。

反射测距是一项比较成熟的技术，根据超声波发射与接收的时间差，可计算反射物与超声波传感器的距离。经过反复试验，发现超声波可在液面分层处发生第二次反射，但是十分微弱，并不能达到很好的检测效果。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于超声波双回波的油池液位控制系统，不仅高质量，高精度，高实时性，高抗干扰性，适应范围广，全市域，而且占用空间小，成本低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于超声波双回波的油池液位控制系统，包括工作油池、润滑油池、废液池、第一隔膜泵和第二隔膜泵，其中，第一隔膜泵与工作油池、废液池连通，第二隔膜泵与润滑油池、工作油池连通，所述的油池液位控制系统还包括超声波传感器、温度传感器、控制装置、电源和继电器，其中，超声波传感器安装在工作油池正上方，其发射头与接收头均竖直向下布设，发射头间隔发射40kHz的方波，接收头接收两次回波，温度传感器伸入工作油池，控制装置分别与超声波传感器、温度传感器相连接，将超声波传感器接收-反射的超声波信号放大之后进行检测，同时测量工作油池内润滑油、杂液的体积，进行控制；控制装置通过继电器对第一隔膜泵、第二隔膜泵进行控制，电源分别与第一隔膜泵、第二隔膜泵、继电器、控制装置相连接，且为四者提供直流电；

作为本实用新型的进一步优选，第二隔膜泵分别通过硅胶管与润滑油池、工作油池连通，第一隔膜泵分别通过硅胶管与工作油池、废液池连通；控制装置通过外绝缘1mm导线分别与超声波传感器、温度传感器相连接，控制装置、继电器、第一隔膜泵、第二隔膜泵之间通过外绝缘1mm导线相连接，电源通过外绝缘1mm导线分别与第一隔膜泵、第二隔膜泵、继电器、控制装置相连接；

作为本实用新型的进一步优选，所述的控制装置包括主控芯片及电容触摸屏，其中，主控芯片通过ADC模数转换，将温度传感器提供的模拟电压值转化为12位二进制数字量从而读取温度值，并实时显示在电容触摸屏上；

作为本实用新型的进一步优选，控制装置通过MAX232和TL074运算放大器连接集成的信号放大电路将超声波传感器接收-反射的超声波信号放大；

作为本实用新型的进一步优选，所述的主控芯片型号为STM32F407，第一隔膜泵、第二隔膜泵的型号为R385，电源的型号为S-120-12型稳压监控电源，其给主控芯片、第一隔膜泵及第二隔膜泵提供12V直流电。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用超声波传感器接收两次回波的方式，超声波发射头发射一个40kHz的方波，接收头接收从油面和润滑油与废液分层面反射的两次回波，分别计算两种液体体积，同时由于超声波传感器测量速度快，测量值精确的优点，可使液位检测更快，缩短处理时间，提高液位控制的速度；同时还可设定系统启动时间，精确到年月日时分秒，提高系统运行效率；利用lm35模拟温度传感器监控油池温度。利用电容触摸屏实现两种液体体积、设定油量和当前温度的实时显示以及触摸控制，设定启动时间使系统进入休眠模式。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的优选实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例的控制流程图。

图中：1为主控芯片，2为超声波传感器，3为工作油池，4为润滑油池，5为废液池，6为第一隔膜泵，7为第二隔膜泵，8为继电器，9为电源，10为硅胶管，11为电容触摸屏。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种基于超声波双回波的油池液位控制系统，包括工作油池、润滑油池、废液池、第一隔膜泵和第二隔膜泵，其中，第一隔膜泵与工作油池、废液池连通，第二隔膜泵与润滑油池、工作油池连通，所述的油池液位控制系统还包括超声波传感器、温度传感器、控制装置、电源和继电器，其中，超声波传感器安装在工作油池正上方，其发射头与接收头均竖直向下布设，发射头间隔发射40kHz的方波，接收头接收两次回波，温度传感器伸入工作油池，控制装置分别与超声波传感器、温度传感器相连接，将超声波传感器接收-反射的超声波信号放大之后进行检测，同时测量工作油池内两种液体(润滑油、杂液)的体积，进行控制；控制装置通过继电器对第一隔膜泵、第二隔膜泵进行控制，电源分别与第一隔膜泵、第二隔膜泵、继电器、控制装置相连接，且为四者提供直流电；

作为本实用新型的进一步优选，第二隔膜泵分别通过硅胶管与润滑油池、工作油池连通，第一隔膜泵分别通过硅胶管与工作油池、废液池连通；控制装置通过外绝缘1mm导线分别与超声波传感器、温度传感器相连接，控制装置、继电器、第一隔膜泵、第二隔膜泵之间通过外绝缘1mm导线相连接，电源通过外绝缘1mm导线分别与第一隔膜泵、第二隔膜泵、继电器、控制装置相连接；

作为本实用新型的进一步优选，所述的控制装置包括主控芯片及电容触摸屏，其中，主控芯片通过ADC模数转换，将温度传感器提供的模拟电压值转化为12位二进制数字量从而读取温度值，并实时显示在电容触摸屏上；

作为本实用新型的进一步优选，控制装置通过MAX232和TL074运算放大器连接集成的信号放大电路将超声波传感器接收-反射的超声波信号放大；

作为本实用新型的进一步优选，所述的主控芯片型号为STM32F407，第一隔膜泵、第二隔膜泵的型号为R385，电源的型号为S-120-12型稳压监控电源，其给主控芯片、第一隔膜泵及第二隔膜泵提供12V直流电。

图2所示，工作步骤为：首先由超声波检测模块检测工作油池的两种液位，将数据传递至主控芯片，主控芯片将测得的液位与设定的参考高度比较，若液面高度高于参考高度，则控制第一隔膜泵将工作工作油池内的杂液抽至废液池，并用超声波实时监控，闭环控制液位。之后，若油量高度高于参考油量，则控制第二隔膜泵将润滑油池中的润滑油抽至工作油池，并用超声波实时监控，闭环控制液位。

在具体实施过程中，安装在工作油池正上方的超声波传感器，其发射头、接收头竖直向下，发射头间隔发射一个40kHz的方波，接收头接收从油面和润滑油与废液分层面反射的两次回波。温度传感器伸入工作油池；

由于超声波产生的电信号微弱，需要外接放大电路控制和测量，采用MAX232和TL074运算放大器连接集成的信号放大电路；

接收回波产生，中断测量，从发射到接收的时间，根据dis＝t/2×v(m)空气中v＝340m/s油中1324m/s计算两种液体体积；

如果杂质过量或润滑油量过低，则主控芯片通过继电器控制第一隔膜泵将工作油池内的杂液抽至废液池，控制第二隔膜泵将润滑油池中的润滑油抽至工作油池，并用超声波实时监控，闭环控制液位；

lm35温度传感器实时测量工作油池内液体的温度，输出0-5V之间的电压值，主控芯片通过ADC模数转换，将模拟电压值转化为12位二进制数字量读取温度值并实时显示；

工作油池中润滑油安全油量可手动设定，系统可进入休眠模式，设定启动时间，精确到年月日时分秒，到时自动启动并进行监控，提高运行效率。

用电容触摸屏实现两种液体体积、设定油量和当前温度的实时显示以及触摸控制，设定启动时间使系统进入休眠模式。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种基于超声波双回波的油池液位控制系统，包括工作油池、润滑油池、废液池、第一隔膜泵和第二隔膜泵，其中，第一隔膜泵与工作油池、废液池连通，第二隔膜泵与润滑油池、工作油池连通，其特征在于：所述的油池液位控制系统还包括超声波传感器、温度传感器、控制装置、电源和继电器，其中，超声波传感器安装在工作油池正上方，其发射头与接收头均竖直向下布设，发射头间隔发射40kHz的方波，接收头接收两次回波，温度传感器伸入工作油池，控制装置分别与超声波传感器、温度传感器相连接，将超声波传感器接收-反射的超声波信号放大之后进行检测，同时测量工作油池内润滑油的体积，进行控制；控制装置通过继电器对第一隔膜泵、第二隔膜泵进行控制，电源分别与第一隔膜泵、第二隔膜泵、继电器、控制装置相连接，且为四者提供直流电。

2.根据权利要求1所述的基于超声波双回波的油池液位控制系统，其特征在于：第二隔膜泵分别通过硅胶管与润滑油池、工作油池连通，第一隔膜泵分别通过硅胶管与工作油池、废液池连通；控制装置通过外绝缘1mm导线分别与超声波传感器、温度传感器相连接，控制装置、继电器、第一隔膜泵、第二隔膜泵之间通过外绝缘1mm导线相连接，电源通过外绝缘1mm导线分别与第一隔膜泵、第二隔膜泵、继电器、控制装置相连接。

3.根据权利要求1所述的基于超声波双回波的油池液位控制系统，其特征在于：所述的控制装置包括主控芯片及电容触摸屏，其中，主控芯片通过ADC模数转换，将温度传感器提供的模拟电压值转化为12位二进制数字量从而读取温度值，并实时显示在电容触摸屏上。

4.根据权利要求1所述的基于超声波双回波的油池液位控制系统，其特征在于：控制装置通过MAX232和TL074运算放大器连接集成的信号放大电路将超声波传感器接收-反射的超声波信号放大。

5.根据权利要求3所述的基于超声波双回波的油池液位控制系统，其特征在于：所述的主控芯片型号为STM32F407，第一隔膜泵、第二隔膜泵的型号为R385，电源的型号为S-120-12型稳压监控电源，其给主控芯片、第一隔膜泵及第二隔膜泵提供12V直流电。