超声波液位测量系统设计
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。
罗斯蒙特超声波液位计调试方法
一、概述罗斯蒙特超声波液位计是一种常用的工业液位测量仪器，其精确度和稳定性受到了广泛认可。
为了确保液位计的正常运行，及时发现故障并进行调试是非常重要的。
本文将介绍罗斯蒙特超声波液位计的调试方法，帮助工程师和操作人员更好地了解和掌握液位计的调试技术，提高工作效率和准确性。
二、罗斯蒙特超声波液位计调试方法1. 环境检查在进行液位计的调试工作之前，首先要对液位计安装位置的环境进行检查。
确保周围没有对超声波信号产生影响的障碍物和干扰源，如大型机械设备、高温设备等。
另外，还需要检查液体的性质和温度，因为不同的液体性质和温度对超声波的传播有一定影响。
2. 电气连接检查接下来要检查液位计的电气连接是否正确，包括电源输入、信号输出和接地线。
确保所有连接牢固可靠，无松动或短路现象，并且符合设计要求。
另外还需要检查液位计的电源是否正常，电源线路是否稳定，以及信号线路是否通畅。
3. 调试软件设置对于数字化的液位计，通常需要通过专门的调试软件来进行参数设置和校准。
在进行调试前，需要安装好相关的软件，并对软件进行设置和校准。
其中包括对液体类型、液体高度、超声波频率等参数进行设置，以确保液位计的测量精度和稳定性。
4. 超声波传感器设置超声波传感器是液位计的核心组件，其设置直接影响了液位计的测量精度。
在进行超声波传感器设置时，需要注意以下几点：要确保传感器安装位置的垂直度和水平度，以保证超声波的发射和接收方向正确；需要对超声波的发射频率和功率进行调节，以适应不同液体的测量要求；还需要对传感器的灵敏度进行调节，以确保其在不同液位条件下都能正常工作。
5. 远程监控和调试对于一些较大规模的工业系统，通常会配备远程监控和调试系统，以实现对液位计的远程监控和调试。
在进行远程监控和调试之前，需要确保网络连接稳定可靠，而且系统配置正确。
另外，还需要对远程监控和调试软件进行设置和校准，以确保其能够准确地反映液位计的工作状态，并且进行远程调试操作。
北京科技大学科技成果——大量程超声波液位计的研制
北京科技大学科技成果——大量程超声波液位计的研制项目简介液位计是由超声探头和智能超声测量仪组成的非接触连续式物位测量仪表，其测量方法是基于所测物料表面反射回波脉冲的传输而得到的，将发射波和回波之间的时间延时转换成与物位成比例的测量值。
智能超声料位测量仪吸收了国外在超声检测方面的先进技术，以性能优越的微处理机及大规模集成电路芯片研制成的产品，在软件方面具有回波识别及统计数据处理功能。
超声波液位计主要是面向化工石化，钢铁冶金，环境保护等领域的液位测量与控制。
目前国内市场该类产品主要被进口产品占领，我们研制的超声波液位计在了解了国内外产品实际使用的基础上，对超声波测量进行了专门的研究。
该液位计主要测量液体的水位高度和其他液体的液位，并可以应用在固体的料位测量上，本仪器尤其对复杂工况下的液位测量进行了专门的研究，适合各种复杂情况下的液位的测量。
目前国内外液位计产品的研制厂家较多，但绝大多数只适合短距离，小干扰的场合，而对真正工业现场，有强干扰和大量程的场合，几乎还是进口产品的天下，我们设计的产品，其技术水平已超过国外同类产品的水平，在工业现场经过了多次的改进后，产品已经成熟。
并在燕京啤酒，太原钢铁公司，肖家河污水厂等工业现场得到了实际的应用，该系统在处理工业现场复杂回波方面，接收电路信号表现十分稳定，抗干扰能力强。
超声波测量系统采用单片机设计，具有4-20mA电流输出。
最大量程为120米。
四位数字显示，可显示料位值或空仓值。
显示单位有米、%和mA，由键盘设定。
有上、下限及故障报警功能，并配有继电器输出。
具有模拟量、数字量输出。
液位计可应用在冶金、煤炭、电力、石油、化工、粮食等部门，检测储矿槽、煤仓、粮仓等料仓料位，检测储液罐或液槽等液位，也可作为河流、明渠的水位测量。
超声探头按应用场合分普通型和防腐型，其中普通型探头允许在粉尘较大的环境中使用；防腐探头采用耐腐材料，密封结构，防尘、防水，用于测量有腐蚀性介质的料位和液位。
超声波液位计的设计
基于参考声速法超声波液位的测量专业：电机与电器班级：06班姓名：陈志伟学号：2012230基于参考声速法超声波液位的测量摘要目前市场上的超声波液位计品种多样，大多采用温度补偿方法对超声波传播速度进行校正，以提高仪表测量精度。
此方法需在系统外加一个温度测量单元，通过测量环境温度，获得实际声速；由此也引进了温度测量误差，从而限制了系统精度的进一步提高。
本文是利用参考声速法实现声速校正的超声液位测量系统。
设计中采用气介式测量方式，将一个反射性能良好的挡板固定在超声波探头和液面之间，通过测量挡板回波的时间，实现精确的声速校正，从而大大提高液位测量精度。
此系统不但继承了传统超声波液位计的优点，而且无需采集环境温度，避免了由于测温误差引起的系统误差。
文中以超声波原理为理论依据, 以超声波传感器为接口部件, 利用超声波在空气中传播的时间差来测量距离, 从而设计了一套超声波测距系统。
这种新型声速校正方法相对于传统补偿方法，性能更加优越，是今后超声波液位测量的发展方向，具有广阔的发展前景。
关键词：超声波液位计，探头，声速校正，挡板第一章绪论1.1液位测量的意义近年来，随着电子技术的迅速发展，液位测量仪表中的测量技术经历了有机械向机电一体化再到自动化的发展过程。
结合这两大技术，尤其是将微处理器引进液位测量系统，使得液位计的精度越来越来高，越来越来向智能化、一体化、小型化发展。
在实际应用中，可根据需要选择合适的液位计，满足测量精度、测量环境等多方面的要求。
1.2液位计的种类根据工作原理的不同，液位计可分为以下几种：直读液位计，浮子液位计，静压液位计，电磁液位计，超声波液位计，光纤液位计等等。
传统的液位计逐渐被这些新型液位计所取代。
新型液位计无论是在精度稳定性，还是在智能测量方面都比传统液位计有着明显的优势，是今后液位计发展方向。
其中超声波液位计以其低成本高精度非接触式稳定性好等优势受到广泛青睐，发展出了适应不同场合的超声波液位计，广泛应用于石油化工，航空航天，水利，气象，环保医疗卫生，食品饮料等多个领域。
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。
高精度超声波液位测量系统的设计与实现
关键词 ： 高精度 ； 超 声波； 液位测量； 时间增益补偿 ； 数字滤波 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ２—１ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ ０ ４ ６— ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ Ｉ ｍ ｐｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｌｏ ｗ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｃｏ ｎｓ ｕｍ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｕｌ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｎｉ ｃ Ｌｉ ｑｕ ｉ ｄ Ｌｅ ｖ ｅ ｌ Ｔｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ Ｓ Ｏ ｌ Ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ
３ ０ ０ ４ ０ １ ） （ 河北工业大学信息工程学院 ， 天津
摘要： 文 了一种基 于 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９单 片机 的高精度
低 功耗 超声波液位测 量系统 。该 系统 实现 了硬件 电路 的设 计和软件 算法的开发 。文 中重点分析 了系统组成 、 提 高精确度
的设计方法和实验结果。实验表 明： 在环境 温度为 ２ ５℃的 空旷实验 室 内， 该 系统测量 范围为 ２ ０—１ ５ ０ ０ ｃ ｍ， 测量 精确度 可达 ２ ｍ ｍ． 相 比于其他设计 ， 该 系统有更 高的精确度 ， 并且有较 高的可靠性和 实用性 ， 可以更好地 满足各种 工业现场的需
用51单片机设计超声波测距系统的设计原理及电路(附源程序)
基于51单片机的超声波测距仪说明书引言超声波测距仪，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。
利用超声波指向性强，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。
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。
一、性能要求该超声波测距仪，要求测量范围在0.08-3.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。
二、工作原理及方案论证超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
用超声波传感器产生超声波和接收超声波，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器有发送器和接收器.超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（timeofflight）。
首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。
根据要求并综合各方面因素，采用AT89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距仪的系统框图如下图所示：图1 超声波测距仪系统设计框图三、系统硬件部分硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。
1.单片机系统及显示电路单片机采用AT89C52来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。
单片机通过P1.1引脚发射脉冲控制超声波的发送，然后单片机不停的检测外中断0口INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管驱动。
基于单片机的超声波液位检测系统设计
基于单片机的超声波液位检测系统设计作者：马莹郑文斌来源：《海峡科学》2007年第10期[摘要] 介绍了利用AT89C51单片机控制的超声波测距系统的原理。
给出了系统构成,并在数据处理中采用了温度补偿修正。
此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时监控液位。
[关键词] 单片机超声波测距温度补偿1 引言在许多工业生产系统中，需要对系统的液位或物料位进行监测，特别是对具有腐蚀性的液体液位的测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电脉冲来检测液面，电极长期浸泡在液体中，极易被腐蚀、电解、失去灵敏性，因而对测试设备的抗腐蚀性要求较高。
超声波液位检测系统，利用了超声波传感技术的原理，采取一种非接触式的测量方法，能够实现对工业系统中液位或物料位的检测；而且超声波具有很好的指向性和束射特性，人耳听不见，一般不会对人体造成伤害,检测工程方便、迅速、易做到实时控制，而且测量精度又能达到工业实用的要求，所以有广泛的应用前景。
2 超声波测距原理所谓超声波就是指频率高于20kHz的机械波，一般由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传播，当频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还具有强度大、方向性好等特点，为此，利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。
超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。
超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等[1]，其中以压电式最为常用。
压电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动，从而产生超声波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声波振动转换成电信号，可作为接收探头。
超声波测距的原理主要是由超声波传感器的发射探头发射超声波,当超声波遇到障碍物时,会被反射,利用单片机记录超声波发射的时间和接收到回波的时间,根据当前环境下超声波的传播速度,即可通过公式S=C*[T/2](S为被测距离,C为空气中声速,T为回波时间,T=T1+T2)计算出超声波传播的距离,也就得到了障碍物离测试系统的距离。
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超声波液位测量系统设计阳华忠孙传友长４女学电，；学Ｍ４¨０２５鞭蛹隧鞠獬黼黜裂簿螽缓灏醺戳黼｛ｔ＊ｔ☆ｓＰｃＥｏＢｌ＾女ｍ●＾‰，ＬＭｌ８１２≈，《｛目＾《ｔＥ“＆”＾＃＆＊雎＊ｔ｛《．＊＃自＆ｍ￡ｉ”１“女Ｔ一＊＊¨ｔ《，”‘ｆ＃十∞｝ｍ＊．ｍｔＴ≈，《ｔｔｔ湿度．＊＾．Ｂ§ｆ＃境目ｔ＊Ⅻｔ十￥∞＃自．ｔｍ７｝＃《＊目＾＃＾＊＆镕■ｔ十来目ｆ＆．＃＾ｉ＆＆■ｔ¨＃＊ｔ．豳■蕾鞠积整黼燃霸麟醐黼｝Ｅ＃．｝ｍ＊，《’女；ＬＭｌＢ１２１引言ｎ【】＿＿超市披挂求班｝Ｋ迅速．４、Ｍ渗墟刮＊个镯域．¨仃军￥Ⅸ玎驯缭婶冉ＩＩｉｉ＃８有ｒＬ￡的“川．漓ｆ±☆１删＊和托Ｍ也址日常ｔ僻巾十最盛的邻ｊ域＋披ｆｔ的删＊片证卉他毒。
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