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1超声波原理
&emsp； &emsp； 超声波在空气中的传播速度
为了我
因为是340m/s，所以如果能够计测超声波在空气中的传播时间，则能够计算出其传播距离。 超声波测量液位通过测量超声波传播的时间间隙来测量声波传播的距离。 具体方法:参见图
一。 从安装在被测量容器顶部的超声波探头向液面发射超声波，声波被液面反射后，由探头接收。 控制器测量传播时间
t，根据声速
v，得到从液面到探针的空间距离
l。 从探针到容器底部的距离，即安装高度
在h的前提下，可得到罐内液位的高度
h。 计算公式如下
&emsp； &emsp； H=H-L在此
L=v？ t/2
&emsp； &emsp； 另外，由于空气温度对音速有一定的影响，因此周围的空气温度也必须测定
t，校正声速。 公式如下
&emsp； &emsp； v=331.46 0.61？ T(℃)
&emsp； &emsp； 2超声波液位计
的主要电路
&emsp； &emsp； 超声波液位计
由超声波探头、发送控制和接收处理电路、控制器和显示等部分构成。 其硬件结构框图如图所示
如2所示。 发送接收和换能器探针包括压电型换能器、收发机以及温度补偿电路的收发机包括发送控制和接收处理电路，采用主要由超声波发送脉冲宽度控制、回波信号检波、比较、微分、整形等信号处理电路构成的显示电路
74LS164和
由LED构成，完成系统参数和液面高度的显示
80C552单片机构成的应用系统主要完成按钮扫描处理、超声波发射控制、回声接收时间计算、液位换算等。 重点介绍了提高测量精度和减少测量死角的超声波回波检查
硬件和软件对策。 电路图
如3所示。
&emsp； 当发送超声波时，发送波或接收回波经由接收电路发送信号
In侧输入通过检波、放大、比较、微分
d触发器的
r端形成尖头脉冲。 该脉冲信号路径
d触发器整形并发送跳跃的狭窄脉冲
80C552的
INT侧。 通过
20C552的中断系统可以记录中断的每次时间，并基于两个相邻的中断的时间间隔来计算传播的距离，以知道从传输到回声的接收的时间，即超声波的往返时间。
3提高测量精度、缩小测量死角的对策
&emsp； &emsp； 重点叙述了利用超声波检查
其中提高测量精度和减少测量死角的软硬件对策。
&emsp； &emsp； 如果发生超声波发射或强馀震，就不能同时检测回声。 因此，在接近探针的发光面的一定距离内不能正常检测，形成检测死区。 常见的国内外超声波仪表
死角范围大
0.30m米。 通过对测量精度和死角形成原因的具体分析，死角的大小主要与发射波的强弱和回波检测的方法有关。 一般来说，在距离相同的情况下，载波波强，接收回波信号强，但馀震也强，死角大。 相反小。 在发送波的强度相同的情况下，检测距离越近，接收回波信号越强，死角越大。 接着，当超声波探头向液面发射超声波时，该波在液面与探头之间反射多次，在接收电路中产生多个回波
80C552形成一系列中断信号。 其中，发射脉冲宽度对测定精度影响较大，因此本装置
①设计自动控制放射波强弱、减小检测死区的对策。 具体来说，通过测试性的发射和距离的检测，发射波的强弱随着检测距离的变化而变化。 ②在软件设计中实施特殊的处理方法，郡在记录回波的时刻，每次测量连续记录4次回波的时刻，计算回波时间时，将zui后的2次时间差作为超声波的传播时间。 通过这样进行处理，能够避免辐射脉冲宽度对测定带来的影响，能够更正确地进行测定，减小死角zui
0.05m米。
&emsp； &emsp； 另外，为了防止干扰波对发送波的宽度和多次回波的重叠对测量产生影响，在接收回波的电路中追加了电平可变的阈值
80C552的
PWM脉冲宽度调制端子由必要的接口电路形成
提供D/A转换器的输出。 阈值水平的高低必须尽量使回声发生的中断时刻接近回声波形的中心位置，减小波形宽度对测定时间的影响。
&emsp； &emsp； 通过以上处理，针对所要求的测定范围
0.20m~8m内，测量zui的较大误差为
0.006m，重现性好的是本文设计的超声波液位计
硬件结构简单，工作可靠，具有上述特点，不仅可用于化工、电力、石油等行业液位测量，还可用于其他测距系统。
以上就是上海自动化仪表超声波液位计量表的设计与实现文章的全部内容
