储油罐液位温度实时检测
油罐车液位检测
油罐车液位检测随着工业化进程的不断推进，石油化工行业的发展也日益壮大。
而在石油化工生产中，油罐车的运输是一个重要的环节，必须确保油罐内油品的精准和安全。
液位是油罐车运输过程中最基本的参数之一，液位检测准确与否直接影响着燃油的配送并决定了油罐车的安全性。
因此，油罐车液位检测技术显得尤为重要。
一、油罐车液位检测的意义油罐车液位检测是指对油罐内的油品液位高度进行实时监测和记录的过程。
这个技术的意义在于它可以帮助确立油罐容量的准确估算，以及在液体超额运输方面发挥重要作用。
此外，油罐车的液位检测还可以预防运输过程中的油品泄漏和事故发生。
一旦发生事故，可能会导致财产损失和生命安全问题，液位检测技术可以预警并防范这些风险。
二、油罐车液位检测现状目前，油罐车液位检测技术已经有了一定发展，可分为电容式、差压式、微波式、超声波式、磁敏式液位检测等多种技术手段。
1. 电容式液位检测技术电容式液位检测技术是将油罐内部的金属板作为铝电容器的一个极板，油面或油层作为另一个极板，在大气或油面压力的作用下，测量电容值和电压的变化，以计算液体的高度并实现液位检测。
2. 差压式液位检测技术差压式液位检测技术是通过油罐两端测量油管的压力差值，再根据差异来判断油体的高度和液位位置。
但这种技术因为需要两台仪器，造价较高，不是很实用。
3. 微波式液位检测技术微波式液位检测技术采用微波测量原理，利用被测液体物理特性（介电常数）和相关的器件将否微波信号，通过司法运算的过程来计算出液位高度。
这种技术有一定的精度优势，但是价格比较高，维护起来也比较复杂。
4. 超声波式液位检测技术超声波式液位检测技术是在油罐的顶部和底部上分别安装发射和接收传感器，将信号通过超声波的方式穿过油光达到目的。
这种技术的精度非常高，可以实现连续监控油罐的液位变化。
5. 磁敏式液位检测技术磁敏式液位检测技术则是将油罐内的铁磁材料埋入油罐底座中，通过数值和磁场的变化，监测油罐内液体的液位。
储油罐液位测量方法分析
储油罐液位测量方法分析发表时间：2018-11-02T22:29:39.287Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：张晓北[导读] 摘要：介绍了几种常用的油罐液位测量技术，对这几种油罐测量技术进行了比较。
（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司山东青岛 266100）摘要：介绍了几种常用的油罐液位测量技术，对这几种油罐测量技术进行了比较。
结果表明，每种测量技术都有不同的适用范围，现场应根据油品类型和实际情况，选用合适的测量技术。
关键词：油罐液位测量方法分析1 引言储油罐液位测量主要是对油品的液位、体积和重量等参数进行直接或间接测量。
早期液位测量大多采用机械原理，近年来随着电子技术的应用，逐步向机电一体化方向发展，并且发展了许多新的测量原理，在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术，结构上和功能上都有了很大的提高。
随着油罐液位测量技术的不断发展，测量方法和测量仪表类型也随之增多。
2 储油罐液位测量技术现状目前国内外在液位测量方面采用的技术和产品很多，传统的液位传感器按其采用的测量技术及使用方法已经多达十余种，比较实用的油罐液位测量技术和方法有人工检尺、浮体式液位测量仪表、伺服式液位计、雷达液位计、静压式液位测量法以及超声波液位计。
2.1人工检尺人工检尺这种测量方法可作为其它液位计性能校验的工具之一。
即采用带有重锤的米制钢带卷尺或者有刻度的标尺计量，手工记录读数，人工查表换算，最后得到油量数据。
这种方法不仅劳动强度大，同时存在不安全因素。
人工检尺的方法液位测量一般有±2mm的人为误差。
2.2浮体式液位测量仪表浮体式液位测量仪表分为浮筒式与浮子式。
浮筒式液位计是在滑轮组上用钢丝绳一端挂浮球，另一端挂重锤，通过浮球与重锤的运动距离达到液位测量的目的。
其缺点是钢丝绳与滑轮间存在滑动摩擦力，回位误差较大，特别是在钢丝绳和滑轮生锈时，回位误差更大，甚至无法测量。
在浮子式液位计中钢带浮子式液位计在原理及使用方面更为典型，钢带浮子式液位计是一种最简单的液位测量装置，由一根不锈钢管和一个空心球组成。
储罐运行状态监测系统
储罐运行状态监测系统
一、工艺技术装备简介
储罐运行状态监测系统主要包括浮盘状态监测系统和罐基础沉降监测系统、浮仓积液监测系统和密封圈分布式测温系统，其中浮盘状态监测系统主要监测参数为浮盘倾斜角度、浮盘上方积液和浮盘上方空气温度。
监测传感器本质无源，可应用在爆炸0区，不会输入安全隐患。
二、主要技术特点
1、浮盘状态监测系统：对储罐（内浮顶、外浮顶）浮盘倾角、表面积液、温度进行实时监测，浮盘表面积水液面实现0-100mm的液位监测，精度为1mm；浮盘表面温度实现-40-150℃监测，精度1℃；浮盘倾角实现±10°的监测，且精度为0.05°。
三者集成到同一传感器。
2、储罐基础沉降监测系统：可对储罐（内浮顶、外浮顶）储罐的均匀沉降、不均匀沉降进行实时监测，同时可对长输管线进行沉降监测，基础沉降量程可调，监测精度达1mm。
3、浮仓积液监测系统：可对外浮顶储罐浮仓内积液进行实时监测，量程可调，监测精度达1mm。
4、密封圈分布式测温系统：对外浮顶储罐密封圈温度进行实时监测，量程-40-150℃，监测精度达1℃，空间分
辨率为1m。
通过检测浮盘和密封圈温度变化，实现对浮盘表面火灾和密封圈火灾的提前感知。
5、所有的传感器均采用光纤光栅无源传感器，实现了传感器的本安防爆，可应用在爆炸0区，不会输入安全隐患。
6、维护量少，因检测原理为采用光纤自身特性，出厂前对系统进行了标定与测试，后续使用过程中无需进行维护。
7、安装便捷，可对在役储罐进行改造（内浮顶浮盘状态监测除外），工期约7天。
三、有关技术资料
液位传感器
倾角传感器
温度传感器。
实时检测储油罐液位和温度,方案设计
储油罐装置设计
模拟设计
方案将模拟在Arduino Uno开发板上(如图3-3-1)。Arduino 是一款便捷 灵活、方便上手的开源电子原型平台。
模拟设计
模拟设计
数据处理实时检测PC软件
传感器的简述
4.1 超声波式(KS103超声波测距) 超声波测距原理是超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射 时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就 立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波 在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可 以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。 4.2 KS103超声波模块性能：。 包含实时温度0cm(10米) 。 探测频率可达500Hz，即每秒可探测500次 。 使用I2C/串口接口与主机通信，自动响应主机的I2C/串口控制指 令。 使用工业级配置，工作温度 (-30℃~+85℃)，宽工作电压范 围 (3.0V~5.5V)。 采用独特的可调可调可调滤波降噪技术，电源电压受干扰或噪音 较大时，仍可正常工作。
致谢 感谢老师的点评 感谢组员的努力
组员:岑宝周 陶惠英 雷枫 马宇洁
TS118-3 非接触式红外温度传感器如图2-4所示:
两个方案的对比
两种方案的对比：
1.红外测距传感器 ：精度高，但测距范围小，不满足 储油罐的高度。 2.超声波式(KS103超声波测距) ：精度高，测距范围相 对大，测长距离的价格也就相对高些 备注:储油罐的一般高度在8米到15米之间。
课题设计要求
实时监测、控制储油罐液位及温度等参数，保障安 全平稳生产。
油库仪表自动化控制系统
油库自动化控制系统设计报告姓名：鲁金明班级：油气1201学院：能动学院一,研究背景目前，我国的油库罐区自动化监控与国外相比，总体水平较低。
罐数据还主要依靠人工测量、读取和录入；工艺生产很多还是人工开阀、手动控泵。
系统不仅存在监控不及时、人为误差大,还有随意性强、可靠性不高等缺点，因此,很多油库罐区都在进行以摆脱传统监控方式、作业方法，建立便捷、先进、可靠的监控系统为目的的自动化改造。
油库储油罐区是油料保障的重要储存基地，具有分布空间范围广、安全防爆要求高、监控点多、布线复杂，自动化系统的水平和垂直集成难度大的特点。
围绕储油罐区自动监测、计量和管理,采用先进测控与管理技术,设计储油罐区监测控制与数据采集系统,改善油罐测量劳动强度大、作业环境差、管理手段落后的现状，已成为目前油库自动化建设的一项重要内容。
实时、准确、可靠、经济地采集点多面广的储油罐监控信息,实现大范围的数据共享;基于多参数实时数据，进行智能分析、处理，进一步提高计量精度;基于监控信息及数据,进行储油罐区油料平衡分析，提高储油罐区安全管理的智能化水平等。
油库罐区自动化监控系统运用现代信息化、自动化技术，方便、快捷地了解现场设备实时运行情况及历史生产信息，为生产调度决策提供可靠的数据依据；同时还能迅速、及时地对现场设备进行有效控制，从而提高作业效率。
二，系统目标1，实现对储油罐的液位、温度、压力等数据的全方位实时监测;2，实现罐区泵房油泵运行工况实时监测,并对其中的出口油泵实行点动控制操作以及油料发放实行远程联动控制操作;3,实现罐区油料收发业务管理的网上作业,并与监控服务器组成罐区油库综合管理系统局域网；4，实现筑罐区电视监控系统。
三，系统构成与技术简介1 系统构成油库罐区监控自动化系统由采集控制层和监控计量层通过现场总线连接而成,监控计量层通过服务器与以太网相连。
油库罐区监控自动化系统，主要监测和控制的设备为：储油罐、油泵、管道、油阀和油料计量设备。
储油罐液位测量系统设计
储油罐液位测量系统设计一、引言二、系统设计1.系统组成该系统主要包括以下组成部分：1.1超声波传感器：用于发射超声波信号并接收返回的信号。
1.2控制器：负责控制传感器的工作，并将测量结果显示在屏幕上。
1.3信号处理模块：用于处理传感器返回的信号，并将其转换为液位高度。
1.4数据存储模块：将测量结果存储在数据库中，以备后续使用。
2.工作原理该液位测量系统基于超声波技术。
超声波传感器通过发射超声波信号并接收返回的信号来计算液位高度。
当超声波信号遇到液面时，一部分信号会被液体反射，传感器接收到这部分信号并计算液位高度。
3.系统特点3.1非接触式测量：该系统使用超声波技术进行液位测量，与传统的机械测量方法相比，具有非接触式测量的优势，可以确保测量准确性，并减小设备磨损。
3.2高精度测量：超声波技术可以提供较高的测量精度，能够满足储油罐管理的需求。
3.3实时监测：该系统可以实时监测液位变化，并将测量结果显示在控制器的屏幕上，方便操作员随时了解储油罐的液位状态。
4.设计细节4.1传感器选择：选择适合的超声波传感器对于测量系统的准确性至关重要。
应该考虑传感器的工作频率、测量范围、分辨率等参数，并根据具体的应用需求选择合适的传感器。
4.2信号处理：传感器返回的信号应进行处理，以提取有效的液位高度信息。
可以使用滤波算法和傅里叶变换等信号处理技术来提高信号的质量。
4.3可靠性设计：液位测量系统应具有良好的可靠性，以保证系统长时间稳定工作。
可以采取冗余设计、故障检测和报警机制等方法来提高系统的可靠性。
五、总结本文介绍了一个基于超声波技术的储油罐液位测量系统的设计。
该系统利用超声波传感器进行非接触式测量，能够提供高精度的液位测量结果，并实时监测液位变化。
该系统具有较高的可靠性和稳定性，适合应用于储油罐的液位管理和控制。
储罐液位检测
如何才能拍摄清晰的液位线？
储罐的外壳通常处于环境温度下，使用红外热像进行检测时外壳的温差相对较小，要得到一幅清晰的红外热 图，我们建议： 1 尽量选择热灵敏度较高的热像仪。 2 拍摄时要注意尽量避免测量阳光直设，在阴影处拍摄液位线不容易受到阳光干扰，效果较好。 3 拍摄时注意观察周围有无其他热源，特别对于表面较光亮的储罐，其外壳较易反射周围热源，造成检测干扰，故在拍 摄时若周围有热源，请改变拍摄角度。 4 若储罐内存储的是常温液体，则检测液位线最好在环境温度变化较为明显时刻进行(如早晨太阳升起1小时后至12点前 升温较为明显，下午太阳落山后1至2小时内降温较为明显) 5 调色板模式最好设置在灰度或铁红，这样热像图的液位线较为清晰。 Fluke Corporation 热像仪可望可及，问题点即拍即得
更多热像仪信息请参考： http://www .f液 位 检 测
热像仪应用 — PDM
PDM - Tank liquid level - 20080425
储罐虽然有液位计对液位进行控制，但液位计的失灵会导致空罐和满罐，使生 产突然中断或造成储罐溢出事故，造成巨大损失；红外热像仪可以直接在外表 面拍摄出液位线，帮助设备维护人员及时发现有故障的液位计，或者对存储容 量有明显偏差的罐体进行深入检测，避免潜在的危险。
更多热像仪信息请参考： http://www .fluke. com. cn/
版本号：V1.0
储罐液面 泥浆面 泥浆面
2 液位计在使用时有下列缺点： a） 压差式液位计：测量管容易被储罐内的液体沉积堵塞而失灵。 b） 机械式液位计(如浮子式液位计)：液位计的钢带受罐内腐蚀性液体/气体的影响而锈蚀，造成浮子卡死而失灵。 c） 雷达/电容式液位计：储罐内往往有气液混相的情况，对于液位计有较大的干扰影响，造成液位显示偏差。 在液位计无法正常工作或没有液位计的时候，若没有红外热像仪，则需要由设备维护人员爬到罐顶进行目测，一般 正规的操作流程是：办理登高证；带上保险带；必须有另外一名设备维护人员在附近作为监护，以免意外的发生。 使用红外热像仪只需一名设备维护人员，不需办理任何手续，在储罐附近即可进行液位的检测，同时使用红外热像 仪不受储罐内的液体/气体的影响，有利于客户及时发现问题，避免损失。
液位仪：加油站液位仪检验标准
液位仪：加油站液位仪检验标准
液位仪介绍
液位仪是一种用来检测液体表面高度（液位）的仪器。
在加油站中，液位仪用
来检测储存油罐中的油量，从而控制加油机的加油操作。
液位仪通常由一系列传感器和电子设备组成，通过无线电或有线电路将数据传
回计算机或控制器。
液位仪还可以记录油罐的容积和温度数据，以便更好地控制和管理油罐。
液位仪检验标准
在加油站中，液位仪必须按照一定的标准进行检验和维护。
以下是一些液位仪
检验标准的介绍：
1. 精度检验
液位仪的精度是指其测量结果与实际液位之间的差异。
精度检验是通过将液位
仪与其他已知精度的仪器进行比较来确定的。
例如，在使用液位仪进行油量测量时，可以使用计量卡尺或其他仪器来比较并校准液位仪。
2. 电气安全检查
液位仪的电气系统必须经常进行检查，以确保其安全性。
例如，机械部分的接
线必须牢固，电气部分必须符合相应的安全要求。
3. 外观检查
液位仪的外观必须无损伤或磨损，并且标签和标志必须清晰可读。
4. 维护记录
液位仪的维护记录必须完整且准确。
每次维护都必须在维护记录中记录并保存，以确保可以追溯和检查。
5. 设备校准
液位仪应定期进行校准，以确保其准确性。
校准应根据设备使用说明书进行，
必须在记录中记录下校准时间和结果。
结语
加油站液位仪的使用对燃油储存和销售非常重要，它是控制油气流量和提高加油站效率的关键仪器。
因此，液位仪的检验非常重要和必要，加油站应定期对液位仪进行维护和检查，以确保其准确性和安全性。
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储油罐液位、温度实时检测设计小组名单:任光辉张晨睿王资凯徐梦然韩冬芳朱晨1. 系统总体说明 (1)1.1课题任务规定的设计要求 (1)1.2设计方法比较 (1)1.3设计特色 (1)2. 总体解决方案概述 (2)3. 所用传感器简介[4] [5] (3)3.1光纤传感器 (3)3.2超声波传感器 (4)3.3半导体热敏电阻 (5)4. 系统描述 (6)4.1温度传感器PPM电路[1] [6] (6)4.2超声波测距[2][3] (7)4.3传感器PPM电路[8] (8)4.4复合及脉冲光发射电路 (9)4.5脉冲甄别电路[8] (10)4.6单片机数据处理[7][8] (11)5. 光推动系统的功率与信号通道设计[9][10] (13)5.1光推动系统简介 (13)5.2光推动通道 (13)6. 附录 (14)6.1存在的问题 (14)6.2解决的办法 (14)7. 致谢 (15)8. 参考资料 (16)1.系统总体说明1.1课题任务规定的设计要求我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。
但国内许多反应罐、大型储油罐的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没有实行实时动态测量,这样易引发安全事故,无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。
采用计算机自动监测技术,实时监测储油罐液位、温度等参数,可以方便了解生产状况,及时监视、控制容器液位及温度等,保障安全平稳生产。
试设计储油罐（圆柱体型）液位、温度的实时监测系统。
1.2设计方法比较1.3设计特色采用光纤传输，实现测量无电回路，避免电信号引起的危险，动态效应好，可以远端控制，实现数字脉冲的传输，避免干扰。
2.总体解决方案概述本次设计，我们采用光纤传输光推动油罐多参数侧量，系统的总体方案如图 2.1所示。
它由三部分组成:(1)测量现场的超声波液位传感器及其控制电路以及脉冲位置调制(PPM)电路，三只半导体热敏电阻以及脉冲位置调制(PPM)电路，多个不同宽度窄脉冲信号复用电路，PPM信号发射电路和光电转换供电电路。
(2)二次仪表的脉宽鉴别、信号解调、信号处理以及LD光源驱动电路。
(3)探头与二次仪表之间功率和信号双向光纤传输通道部分。
⎰⎰⎰⎰功率光纤图2.1 系统的总体方案图2.2 系统中传感器安装位置3. 所用传感器简介[4] [5]3.1 光纤传感器在光通信研究中发现，光纤受外界环境因素的影响，如压力、温度、电场、磁场等环境条件变化时，将引起光纤传输的光波量，如光强、相位、频率、偏振态等改变。
如果能测量出光波变化的信息，就可以知道导致这些光波量变化的压力、温度、电场、磁场等物理量的大小，于是就出现了光纤传感器技术。
时至今日，光纤传感器己成为现代传感器技术发展方向之一，各国在光纤传感理论和应用上进行了大量的研究工作。
尤其是近几年，它的发展异常迅速，呈现出巨大的开发潜力，受到一些工业先进国家研究单位的高度重视光纤传感器的信号载体是在光纤中传输的光，而光纤本身是一种介质材料，这就赋予了光纤传感器具有一些常规传感器无可比拟的优点，如灵敏度高、响应速度快、动态范围大、防电磁干扰、超高压绝缘、无源性、防燃防爆、适用于远距离遥测、多路系统无地回路“串音”千扰、体积小、机械强度大、可灵活柔性挠曲、材料资源丰富、成本低等。
由光纤、光源和光探测器组成的典型光纤传感器如图3.1.1(a) 功能型(b) 传导型图3.1.1 光纤传感器结构简介光纤波导原理：光纤由折射率n1（光密介质）较大的纤芯，和折射率n2（光疏介质）较小的包层构成。
当光线以较小的入射角θ1由光密介质1射向光疏介质2（n1>n2）时,根据Snell 定律有：图3.1.2 光纤基本结构2sin 21sin 1θθn n = 当2θ＝90º时，c θθ=1，此时有：12sin n n c =θ，c θ称为临界角。
由图可见，当c θθ>1时，光纤再介质内产生连续向前的全反射。
同理，由图和Snell 定律可导出光线由折射率为n0的外界介质（空气n0＝1）射入纤芯时实现全反射的临界角为：NA n n n =-=2221001sin θNA 定义为“数值孔径”。
一般： NA = 0.2~0.4 对应张角 11.5º~23.6º3.2 超声波传感器总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
超声波测距原理是超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为340m/s ，根据计时器记录的时间t ，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。
每个传感器的中心频率都存在一定的误差，在40KHz 左右波动，而且超声波传感器发射波束时存在很大的发散角，从而导致方向性较差，而且随着传播距离的增加，在不同的发射角上信号衰减的程度也有变化。
在空气中的发散角及耗散性如图3.2.1 [SHIRLEY P A. An introduction to ultrasonic sensing[J].END,1989(11)]。
图3.2.1超声波在空气中的发散角及耗散性3.3 半导体热敏电阻信号通道探头中的温度敏感元件采用半导体热敏电阻。
选用半导体热敏电阻做一次测温元件的主要原因，一是半导体热敏电阻阻值大，在实现电阻到脉宽的转换时，可减少RC 转换电路的动态功耗;二是具有T-PWM 变换的高灵敏度，响应速度快(时间常数小)和小体积等优点。
但半导体热敏电阻存在特性参数分散性大，互换性差，电阻—一温度 为非线性关系等缺点。
近年来由于材料及工艺的不断改进，其温度敏感特性得到改善，在温度测量与控制中得到广泛应用。
系统中采用高精度(误差<0. 05 0C)的热敏电阻，其阻值与温度的关系为11()0B T T T R R e-=式中：TR —被测温度为T 时的电阻值，R —参考温度为T0时的电阻值，B —热敏电阻的材料系数。
系数B 除与材料有关之外，还与材料所处温度有关。
材料确定之后，近似为一常数。
合理选择B 值对温度值的灵敏度、测量范围、线性处理精度有直接影响，B 值在近似常规条件下，热敏电阻一温度为指数函数关系。
4.系统描述4.1温度传感器PPM电路[1] [6]温度传感器的测量电路如图4.1.1所示。
由移位寄存器CC4015和或非门CD4002构成的分时电路控制开关CD4066，分别把三只半导体热敏电阻和一只参考电阻接入振荡器CD4047，使各电阻值转换为多谐振荡器的脉宽信号t1 ~ t4，脉宽与电阻的关系为()ln()(2)TR DD TRxDD TR DD TRV V Vt RCV V V V-=-+-式中 x = 1、2、3、4，C=0.1uF。
当TRV=0.5DDV时，2.2x xt R C=此脉宽信号通过上升沿触发单稳态触发器，用4uS脉冲位置信号来表征，如图4.1.2所示。
图4.1.1温度传感器PPM电路V1V1Out图4.1.2电路时序4.2超声波测距[2][3]超声波发射单元包括振荡电路和驱动电路．振荡电路是由反相器CD4069组成的非对称式多谐振荡器，它产生40 kHz的方波脉冲电路如图4.2.1所示．电路中第二级反相器输出的电压由R f（3K电阻和滑动变阻器）的调节，可以改变输入到第一级反相器输入端的相位．当相位达到同相时，实现正反馈，就成了稳定的振荡器．振荡周期公式为T=2．2×R f×C．因为CD4069为CMOS结构，所以逻辑门前的电阻Rp（100M）为第一级反相器的保护电阻．当Rp足够大时，第一级反相器的输入电流可忽略不计．由于超声波换能器中心频率都有偏差，所以R P采用电位计，可以调节到最佳谐振点，这也是不用单片机产生方波的原因．电路中IN1和IN2同时得到相位相反的2路控制脉冲，提供给驱动电路驱动控制采用了L293型直流电机PWM调速芯片，它内部的H桥电路可以产生相位相反的两路脉冲．驱动电路的直流电源电压可以改变，以适应不同传感器对电压的要求．振荡电路中产生方波的两端，分别接到驱动电路1A、4A端．控制输出电路中EN端为输出使能端，它由CON1端口控制，由单片机产生控制信号，通过光纤传输完成对其控制。
图4.2.1超声波发射单元图4.2.2 L293 结构超声波接收单元中包括：模拟放大、滤波电路、电平转换电路，如图4.2.2所示．模拟放大器选用高精度仪用放大器LM318作为信号放大与滤波之用，它的单位增益带宽为15 MHz，超出音频范围能够满足40 kHz的要求。
在放大电路的负反馈回路中接入电容C1构成低通滤波器．电容的选择可由公式．f=1／（2piR1*C）求出，式中．f为采用的超声波频率，R1为第一级的反馈电阻．因为多谐振荡器中有高频分量噪声，所以通过低通滤波器将高频噪声滤掉．经过2极放大后，通过电容耦合，信号与参考电压比较产生高低电平，经过图4.2.2超声波接收单元控制部分由单片产生7-8个周期的高电平，经过放大器驱动后，经GaAs发光二极管(LED)把信号发射出去，在信号控制端I/V转换后，控制L293来产生40KHz的超声波。
1V光纤CON1+-P1.X89C51图4.2.3单片机控制电路超声波的发生电路4.3传感器PPM电路[8]图4.3.1为传感器PPM电路，分别把输出的超声信号和温度信号调制成1us和4us的脉冲。
图4.3.1传感器PPM电路图4.3.2 CD4098管脚分布图其中周期T= RC，调节1、2和14、15脚上的电阻和电容使得产生4us和2us的脉冲4.4复合及脉冲光发射电路为了实现单光纤传输所有脉冲位置信号，用或门把表征超声波2uS脉位信号和表征温度传感器的4uS脉位信号进行电复合，经GaAs发光二极管(LED)把信号发射出去，图4.4.1示出了电复合及脉冲光发射电路。
图4.4.1电复合及脉冲光发射电路4.5脉冲甄别电路[8]图4.5.1出2uS脉宽的PPM-PWM信号解调电路，其它几路结构与其相同，只是设定的参数不同。