超声波测水位
基于单片机的超声波水位控制器的设计
基于单片机的超声波水位控制器的设计一、引言在许多工业和民用领域，如水库、水塔、污水处理厂等，准确监测和控制水位是至关重要的。
传统的水位控制方法往往存在精度低、可靠性差、响应速度慢等问题。
随着电子技术和单片机技术的不断发展，基于单片机的超声波水位控制器应运而生，它具有精度高、响应快、易于实现自动化控制等优点，为水位控制提供了一种更加高效、可靠的解决方案。
二、超声波水位测量原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，它在空气中传播时遇到障碍物会发生反射。
超声波水位控制器就是利用这一原理来测量水位的。
控制器通过发射超声波脉冲，并测量从发射到接收反射波的时间间隔，根据声音在空气中的传播速度，就可以计算出传感器到水面的距离。
由于传感器的安装位置是固定的，因此可以通过计算得出水位的高度。
三、系统硬件设计（一）单片机选型在本设计中，选用了_____型号的单片机作为核心控制器。
该单片机具有性能稳定、运算速度快、资源丰富等优点，能够满足系统的控制和数据处理需求。
（二）超声波传感器选择了一款高精度的超声波传感器，其测量范围能够满足实际应用的需求，并且具有良好的稳定性和可靠性。
（三）显示模块为了实时显示水位信息，选用了_____显示模块。
它可以清晰地显示水位高度、报警状态等信息，方便操作人员查看。
（四）按键模块设置了按键模块，用于设定水位的上下限阈值，以及进行系统的参数设置和操作控制。
（五）报警模块当水位超过设定的上下限阈值时，报警模块会发出声光报警信号，提醒操作人员及时采取措施。
（六）电源模块为整个系统提供稳定的电源供应，确保系统的正常运行。
四、系统软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后进入主循环，不断地采集水位数据、进行数据处理和判断，并根据判断结果控制显示模块和报警模块。
（二）数据采集与处理程序通过单片机的定时器和中断功能，精确地测量超声波从发射到接收的时间间隔，并将其转换为水位高度。
超声波液位计测量的工作原理产品特点及应用 液位计工作原理
超声波液位计测量的工作原理产品特点及应用液位计工作原理超声波液位计是一系列非接触，高牢靠、低价格、免维护的物位仪，它彻底解决了由压力变送器、电容式浮子式等测量方式带来的缠绕、泄露、接触介质、昂贵的维护等麻烦，目前，要求对于液位和物位进行无接触式测量的现场越来越多，由于超声波液位计不必接触工业介质就能够充分大多数密闭或者打开容器里的物位测量要求，并且目前的科学技术已经进展到超声波系列的物位测量仪器可以测量几厘米到几十厘米的范围，而且在恶劣条件下也表现出了非凡的本领，因些在很多对于安装环境多而杂的情况下，超声波液位计成为了紧要的选用类型。
关于超声波液位计我们需要了解的东西很多，下面对大家介绍一下超声波液位计原理、特点、应用的缺陷和不足、适应场合注意事项、使用的环境条件、选择方法、故障及解决方法。
超声波液位计原理超声波液位计安装于容器上部在电子单元的掌控下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲。
声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。
从超声波发射到被重新被接收，其时间与探头至被测物体的距离成正比。
电子单元检测该时间，并依据已知的声速计算出被测距离。
通过减法运算就可得出物位值。
由于温度对声速具有影响，所以仪表应测量温度，以修正声速。
超声波液位计的特点1、高质量零件：电路设计从电源部分起就选用高质量的电源模块，元器件选择进口稳定牢靠的器件，完全可以替代同类型国外进口仪表。
2、超高精度：我公司拥有的声波智能器，使仪表的精度大大提高，液位精度达到0.25%，能够抗种干扰波。
3、专业的声波智能技术：的声波智能技术软件可进行智能化回波分析，无需任何调试及其它的特别步骤，此技术具有动态思维、动态分析的功能。
4、适应安全稳定：超声波液位计是一种非接触仪表，不跟液体直接接触，因此故障率低。
超声波液位计应用的缺陷和不足1、超声波本质是一种机械波，传播需要介质，那么超声波液位计大的应用缺陷是不能用于真空环境和传播介质变化（如强挥发性）的环境；2、超声波液位计的换能器由压电陶瓷和塑性外壳灌封而成，其不能应用于高温高压环境，一般超声波液位计的大耐受温度为80℃；3、超声波是一种机械波，在传播的过程中会存在衰减，考虑到精度和量程的冲突性，超声波液位计实际应用中量程范围较小，精度稍差，所以其不能用于大量程和高精度的场合；4、超声波液位计在实际应用中测量的时间量，结合声速，可以得出距离值（时间声速=距离），而声速随着介质和温度变化，所以超声波液位计也不能应用于温度频繁变化的场合。
2 超声波液面测量法原理
超声波液面测量法原理引言超声波液面测量法是一种常见的用于测量液体水位或液面位置的方法。
通过发送超声波信号并测量回波的时间来计算液面的高度，这种测量方法在工业领域得到广泛应用。
本文将介绍超声波液面测量法的原理、应用以及其优缺点。
超声波液面测量法原理超声波液面测量法是利用超声波在介质中传播的特性来测量液体的高度或液面位置。
其原理基于超声波在不同介质中传播速度不同的特性。
具体的测量步骤如下： 1. 发送超声波信号：使用发射器产生超声波信号，并将信号发送到待测介质中。
2. 超声波的传播：超声波在介质中传播，当遇到液面时会发生反射。
3. 接收回波信号：接收器接收到反射回来的超声波信号。
4. 计算液面高度：根据发送和接收到的超声波信号之间的时间差，可以计算出液面高度或液面位置。
超声波液面测量法的应用超声波液面测量法广泛应用于工业领域中对液体水位进行测量和监控的场景。
以下是一些典型的应用案例：石油化工行业在石油化工行业中，超声波液面测量法被广泛用于储罐中液体的水位监控。
通过测量液位的高低，可以及时调整液体的进出流量，确保储罐的安全操作。
食品加工行业在食品加工行业，超声波液面测量法常用于液体材料的计量和控制。
例如，通过测量液体材料的水位，可以自动控制液体的注入或排出，保证食品加工的准确性和一致性。
污水处理行业在污水处理行业中，超声波液面测量法可以测量处理池或沉淀池中的液位水位。
通过实时监测液位的变化，可以及时调整处理过程，提高处理效率和节约资源。
环境监测超声波液面测量法也可以应用于环境监测领域，例如测量自然水源中的水位变化。
这对于水资源管理和洪水预警等方面具有重要意义。
超声波液面测量法的优缺点超声波液面测量法相比其他测量方法具有以下优点： - 非接触式测量：超声波可以在不接触液体的情况下进行测量，避免了污染和损耗。
- 高精度：超声波液面测量法具有较高的测量精度，可以满足不同应用场景的需求。
- 安装简便：传感器小巧轻便，安装方便。
水库水位测量用超声波测深仪使用说明书
水库水位测量用超声波测深仪使用说明书
超声波测深仪是一种常用的水库水位测量设备，其准确度高，操
作方便，非常适合在水库等水域中进行水位测量。
本文将介绍如何正
确使用超声波测深仪进行水库水位测量。
操作前准备：
1. 选择合适的测量位置，如下游水位取样口，水库底部或者水位
监测站等。
2. 准备好超声波测深仪，检查设备是否正常工作，是否有电量和
存储空间。
3. 确认所需测量的水面宽度和水深范围。
测量步骤：
1. 将超声波测深仪的传感器轻轻地放置在水面上，并固定好。
2. 接通超声波测深仪电源，确保设备已启动。
3. 调整仪器的参数，如采样间隔、采样频率、测量范围等参数。
4. 等待超声波测深仪收到回波信号后进行数据采集。
此时可以观
察到设备显示出的水深数据，同时将数据记录下来。
5. 若需要多个测量点的结果，移动超声波测深仪，重复步骤1~4，直至所有需要测量的点都被测量完毕。
注意事项：
1. 使用超声波测深仪进行测量时，需要保证传感器与水面垂直，并且不能被水面的波浪干扰。
2. 设备使用时应保持稳定，尽量避免将其碰撞到其他物体上。
3. 使用结束后，应将仪器妥善存放，避免受到潮湿或阳光直射。
总结：
超声波测深仪是一款高效、准确度高的水库水位测量设备，通过本文介绍，相信大家已对其操作和注意事项有了更深刻的了解。
在使用时，需要遵循操作规程，注重仪器的保养和维护，以保证测量结果的准确性。
超声波液位测量原理
超声波液位测量原理 Final approval draft on November 22, 2020
超声波液位测量原理
来自：
█引言
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，所以被广泛应用于液位测量。
在测量中脉冲超声波由传感器（换能器）发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，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物体的距离。
█超声波液位测量原理
超声波脉冲信号
超声波液位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。
超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。
此距离值L与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：
L=C×T/2
[公式说明]式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为从发射到接收的时间)。
超声脉冲信号测距的工作原理
█超声波脉冲信号发生电路例示
超声波脉冲信号发生电路例示
█超声波液位测量的应用领域
利用超声波液位测量原理可广泛应用于气象水位的测量、大型油罐液位测量、制盐业液位测量、检测井水、湖泊河渠液位、工业生产中料桶液位，灌装液位等，根据不同的需求均可设计出不同的超声波液位计。
更多超声波技术文章请访问:|欧赛龙：超声波传感器专家。
超声波明渠流量计液位比对方法
超声波明渠流量计液位比对方法
超声波明渠流量计常用于河流、渠道等水体流量测量。
为确保测量结果准确可靠，需要对其进行液位比对。
具体比对方法如下：
1. 确定比对点：选择一个直线平稳的水流段，保证液位高度变化小于5cm，并在该点上测定水流速度。
2. 安装流量计：将超声波明渠流量计安装在比对点上，注意保证水流与流量计传感器平行。
3. 测量液位：使用液位计在比对点处测量水位高度，并记录下来。
4. 测量流量：打开超声波明渠流量计，记录下测量得到的流量数值。
5. 计算比对误差：使用液位计测量的水位高度，结合测量得到的流量数值，计算比对误差。
比对误差应控制在±5%以内。
6. 调整流量计参数：根据比对误差的计算结果，对超声波明渠流量计的参数进行调整，以达到更精确的测量结果。
7. 重复比对：重复以上步骤，直至比对误差满足要求。
总之，超声波明渠流量计的液位比对是确保其测量结果准确可靠的重要步骤，需要认真对待，并根据比对结果进行相应的调整。
- 1 -。
寻龙尺的原理与应用
寻龙尺的原理与应用1. 寻龙尺的概述寻龙尺是一种用于测量和探测地下水位的仪器。
它使用了超声波技术，能够准确测量水位深度，并通过声波信号来判断地下水的质量和流动状况。
寻龙尺在地质勘探、水资源管理、环境保护等领域有着广泛的应用。
2. 寻龙尺的工作原理寻龙尺的工作原理基于声波在介质中的传播速度和反射特性。
首先，寻龙尺通过发射超声波束进入地下介质，声波经过不同介质的传播速度不同，当遇到水层时，一部分声波会被反射回来。
寻龙尺接收到反射的声波信号后，通过计算声波的传播时间来确定距离地面的水位深度。
3. 寻龙尺的应用场景寻龙尺在以下场景中有着广泛的应用：3.1 地下水资源调查与开发寻龙尺可以帮助地质勘探人员准确测量地下水位深度，了解地下水的分布情况，为地下水资源的调查和开发提供基础数据。
3.2 水利工程建设与管理在水库、堤坝、管道等水利工程建设过程中，寻龙尺可以用于测量水位深度，监测水库水位变化，及时掌握工程的水文情况，为工程建设和管理提供可靠数据。
3.3 环境监测与水质评估通过寻龙尺测量地下水位深度，可以分析不同地下水埋深的水质情况，评估地下水的质量，并及时进行环境监测和保护。
3.4 地质灾害预警寻龙尺可以应用于地质灾害预警，通过测量地下水位的变化，可以及时发现地质灾害的隐患，并采取相应的防范和处置措施。
4. 使用寻龙尺的注意事项在使用寻龙尺时，需要注意以下几点：•寻龙尺操作人员要熟悉仪器的使用方法和注意事项，进行正确的操作和测量。
•在进行寻龙尺测量时，应选择合适的测量点位，避免有干扰因素的地方，如电缆、金属等。
•寻龙尺应定期进行标定和校正，以保证测量结果的准确性和可靠性。
•寻龙尺测量数据的处理和分析需要结合实际情况，综合考虑其他因素，如地下水位变化的原因等。
5. 结论寻龙尺作为一种用于测量和探测地下水位的仪器，具有广泛的应用前景。
它的工作原理基于声波在介质中的传播特性，可以准确测量水位深度，并判断地下水质量和流动状况。
漫湾村水文站超声波水位计比测分析
漫湾村水文站超声波水位计比测分析本文漫灣村水文站对超声波水位计与人工水位平水期与洪水期的对比观测资料，经过系统误差和综合不确定度分析计算，得出该站非接触超声波自记水位计可以满足代替人工观测水位。
标签：超声波；水位计；比测；误差；不确定度1、概况1.1 测站概况漫湾村水文站位于宝鸡市眉县汤峪镇漫湾村，为汤峪河出口控制站，属省级水文站，东经107°54”，北纬34°08”，距河口17.8km，流域面积358.5km2，河道平均比降 2.42%，河床由卵砾组成。
峪口以上干流全长26.3km，流域面积124.1km2，河道平均比降7.83%。
年平均气温12.8°，多年平均降水量731mm，多年平均径流量0.601亿m3。
调查最大流量173m3，发生于1900年8月，建站以来实测最大流量263m3/s，发生于2012年9月1日。
实测最大含沙量75.7kg/m3，发生于1971年8月1日。
该站测验项目有水位、流量、降水量。
该站主要是收集汤峪河流域基本水文信息，为下游各级防汛部门及水资源开发利用提供服务。
1.2 测验断面漫湾村水文站测验河段共布设3个断面，基本水尺断面兼流速仪测流断面及浮标中断面，上下比降断面兼上下浮标断面，上下断面间距80.0m，超声波水位计架设在基本水尺断面右岸起点距6m处主流处。
多年来断面河床冲淤变化不大，常年均可观测，仪器安装稳固，周围无遮挡物存在。
仪器高程在636.00m处，距离水面6m左右。
测验河段较左右岸为人工护岸，单一河床，历年水位流量关系线为单一线。
2、仪器设备该站采用安宏信息科技RTU YSCAPA-1型非接触超声波水位计。
超声波水位计在空气中的传播速度主要受环境温度T的影响较大，C=331.42+0.61T。
为保证测流精度，超声波水位计进行声速温度修正，以保证测流精度达到规范要求。
3、资料分析3.1 分析依据根据《水位观测标准》（GB/T50138-2010）第 6.2条自记水位计的比测中第6.2.1条新安装的自记水位计或改变仪器类型时应进行比测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水文站的水位自动监测系统设计摘要本文是为了实现对大坝水位进行多点水位采集，然后通过远距离传输，并且有数据显示和越限报警功能，单片机作为下位机，负责大坝现场各水位点的选通和采集，作为上位机的PC机，则负责大坝水位的集中显示和管理记录，而PC机与单片机之间的通讯方式主要采用RS-485总线技术。
本文阐述了通过超声波液位传感器等对大坝水位进行自动监测系统，主要由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分主要是传感器主要是超声波传感器，数据采集部分采用多路开关方式进行，利用超声波传感器进行模拟数据采集，为了满足生产中多通道的要求，设计了8个模拟数据采集通道。
传感器将非电量信号变为电信号，经放大器放大后送入8位串行模数转换器TLC0838，数据处理部分采用AT89S52单片机为核心控制器件，当AT89S52单片机接到控制软件发出的通道采集指令，采集的信号通过串行接口送入单片机，由显示芯片HD7279八驱动LED数码管进行现场显示，再通过RS-485通信总线上传至上位机，由上位机进行显示。
软件部分主要采用汇编语言编程进行了数据采集处理、数据显示、报警等程序的设计。
针对电磁干扰对系统的干扰，本文提出了去藕电容的配置等三点抗干扰措施，以增加系统的稳定性。
关键词：超声波传感器；AT89S52单片机；数据采集通信；上位机Design of Automatic Monitoring System of the Water Levelin Hydrological StationAbstractThe paper mainly describes the method of the ultrasonic liquid level through the dam of water level sensors for automatic monitoring system, which is consist of the hardware part and software part. In this paper, uses the host who and the monolithic integrated circuit is composed by PC machine from the type many machine networking system, the monolithic integrated circuit took the lower position machine, is responsible for the dam scene various gauging stations the selection and gathering, in the achievement position machine PC machine, then is responsible for the dam water level the centralism demonstrate and manage the record, but PC machine and between the monolithic integrated circuit communication way mainly use the RS-485 main line technology.Here uses the sensor mainly is the ultrasonic sensor, the data-acquisition works in frame of multi-channel switch. Carries on analog data gathering using the ultrasonic sensor, It designs eight analog-data acquisition system .The sensor changes the non-electronic signals into electronic signals and sends them to eight TLC0838 tandem modu1us transfers after being amplified. Data-acquisition takes AT89S52 single chip microcomputer as the key controller element, when the AT89S52 receives the channel acquisition order from the controlling software, the collected signals will be sent to the single chip microcomputer through tandem interface, and will be shown alive as the showing chips HD7279A drives the LED, and sent to the PC through RS-485 the main communication wire, also it will be shown.It designs much program like data-acquisition treatment, data-display and data-communication Etc, using complied languages. As to the interference from the electromagnetism to the system, the thesis proposes three measures to resist the interference like capacitance dispose, to steady the system.Key word: Ultrasonic sensor; Single Chip Microcomputer of AT89S52; Data-acquisition and communication System; PC目录第一章绪论 (1)1.1国内外的发展概况 (1)1.2目的和意义 (1)1.3主要内容 (2)第二章数据采集的硬件设计 (3)2.1单片机数据采集系统 (3)2.1.1基本组成 (3)2.1.2采集方式 (3)2.1.3硬件组成 (4)第三章硬件电路设计 (5)3.1水位传感器的选择 (5)3.1.1浮子式水位传感器 (5)3.1.2压力式水位传感器 (5)3.1.3气泡式水位传感器 (6)3.1.4超声波水位传感器 (6)3.2传感器检测电路 (8)3.2.1超声波发射电路 (9)3.2.2超声波接收电路 (10)3.3 A/D转换电路设计 (10)3.3.1 A/D转换器工作过程 (10)3.3.2 A/D转换单元电路设计 (11)3.4单片机最小系统 (13)3.5 LED显示电路 (14)3.6 报警电路 (16)3.7串行通信电路设计 (16)3.7.1 RS-485通信总线 (17)3.7.2串行通信电路设计 (18)3.8 电源电路设计 (19)第四章软件设计 (20)4.1数据处理程序设计 (20)4.2数据采集处理...................................................................... 错误!未定义书签。
4.3数据显示.............................................................................. 错误!未定义书签。
4.4报警程序设计...................................................................... 错误!未定义书签。
4.5数据通信.............................................................................. 错误!未定义书签。
第五章系统的抗干扰及可靠性设计. (24)5.1电磁干扰对系统的干扰 (24)5.2系统抗干扰设计 (24)第六章总结 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录A 外文翻译－原文部分： (29)附录B 外文翻译－译文部分 (35)附录C总体接线图 (40)附录D 主要源程序 (42)1.A/D转换子程序 (42)2.动态扫描显示子程序 (42)3.控制报警电路连续鸣音30ms的控制子程序的清单 (43)华东交通大学毕业设计第一章绪论1.1目的和意义水情水位测量一直是水文、水利部门的重要课题。
为及时发现事故苗头，防患于未来，经济实用、可靠的水位无线监测系统将会发挥巨大的作用水位是水库大坝安全、水利排灌调度、蓄水、泄洪的重要参数之一。
水位的自动化监测、传输和处理为水库现代化建设提供了良好的基础资料。
在工农业生产的许多领域都需要对水位进行监控，可能现场无法靠近或现场无需人力来监控。
我们就可以通过远程监控，坐在仪器前就能对现场进行监控，既方便又节省人力。
为了保证水利发电站的安全生产,提高发电效率,水电站生产过程需要对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。
但是,由于不同电站有着不同的实际情况,因此就有着不同的技术要求,而且水位参数的测量方法和测量位置不同，对监测设备的要求亦有所不同。
这样往往造成监测系统设备专用化程度高,品种多,互换性差,不利于设备维护,亦增加了设备设计、生产、安装的复杂性。
因此,在综合研究水电站水位监测的实际情况以及特点的基础上,利用现代电子技术,特别是单片机技术和不挥发存储器技术,设计开发一种通用性好,可靠性高,维护方便,可适用于多种监测环境的多模式水位自动监测系统具有重要的实际意义。
1.2国内外的发展概况传感器是实现测量及控制的首要环节，一般传感器有模拟式和数字式两类，模拟式传感器，在和计算机及数字化仪器相连的时候必须采用A/D转换器把模拟量转换为数字量，且易受电磁干扰，不利于远距离传输。
数字式传感器直接将待测量转换为数字量输出，其输出信号抗干扰能力强，功耗小，可与数字设备直接连接。
数字式传感器的这些特点，特别适合应用于水情遥测系统中。
但限于成本控制本设计依然采用模拟传感器。
水位监测系统在我国的应用已相当普及。
大型国家水坝常采用由PC机和单片机组成的主从式的多机联网系统，单片机作为下位机，负责大坝现场各水位点的选通和采集，作为上位机的PC机，则负责大坝水位的集中显示和管理记录，PC机作为通用机，在用于专项的应用上时，难免会在很多方面存在问题，比如体积大，功耗大，运行不稳定、很难做到不间断运行等。