储油罐液位测量系统设计

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1、储油罐液位系统设计ADOACCESS设计目的研究背景超声波液位测量理论基础系统设计方框图超声波测距电路设计软件设计方框图液位测量的误差分析设计目的能实时的检测液位，并能够明显的显示出来能对低、高液位实现报警能根据报警控制储油罐，实现液位的智能控制国内液位液位控制系统设计液位系统优越性接触式检测易腐蚀灵敏度低低耗费实时显示液位无接触式检测超声波液位测量原理超声波液位测量其实就是要测量超声波测距仪到液面的距离，如果超声波测距仪安装在底部，测得的距离即为液位高度，如果超声波测距仪安装在液面上方，需要通过换算来算得液位高度（液罐总高度减去测得的距离即为液

2、位高度）。本文选择把测距仪安装在液面上面，测距仪安装相对方便些。超声波测距原理超声波回波检测法超声波发射器发出单个或一组超声波脉冲，在发射时刻同时计时器开始计时，超声波在空气中传播，途中遇到被测目标，经过反射到达超声波接收端，此时停止计时器计时，得到的时间t就是超声波在发射器和被测目标之间来回传播的时间。超声波测距常用发射脉冲波形Access2000数据库技术HTML技术温度传感器发射驱动单片机LED显示控制电路报警电路超声波接收处理控制键盘该系统由AT89C2051单片机、超声波发射电路、接收放大电路、环境温度采集电路、报警电路、控制键盘、控制

3、电路及显示电路组成。AT89C2051单片机是整个系统的核心部件，协调各部件的工作。发射驱动模块振荡源和放大驱动电路，单片机控制发射模块产生40kHz的频率信号来驱动超声波传感器，每次发射包含若干个脉冲（发射持续约0.15ms），当第一个超声波脉冲发射后，计数器开始计数，在检测到第一个回波脉冲的瞬间，计数器停止计数，这样就能够得到从发射到接收的时间Δt；温度采集电路也将现场环境温度数据采集送到单片机中，提供计算距离时对超声波传播速度的修正。最终单片机利用公式s=12vΔt和v=331.5+0.607T计算出被测距离，然后与系统预设距离比较，如果小

4、于预设最低液位或者大于预设最高液位，单片机进行液体流入流出自动控制；当液位变化过快或者其他单片机无法进行液位控制的情况下，单片机启动报警电路通知工作人员进行人为干预。完成这些步骤进行第二次超声波发射。在这过程中单片机显示电路不断的更新显示的液位值。超声波测距系统硬件设计超声波发射电路图本文采用变压器升压增加驱动能力。整个发射电路由555振荡电路、晶体管放大电路、变压器以及压电超声波传感器组成。40kHz振荡信号由555集成块和周围电路产生,然后送至放大电路驱动压电传感器发出一系列的脉冲群,每一个脉冲群持续时间大约为0.15ms左右。信号经过三级管

5、放大,再经过阻抗匹配电路即变压器(变压器输入输出比1∶10)后,驱动超声波发射头,发射换能器两端就加上了高电压,内部的压电晶片开始震动,经过压电换能器将发出40kHZ的脉冲超声波。超声波发射电路图超声波接收和处理电路图接收电路信号变化关系图显示模块使用静态显示，这样可以提高单片机工作效率，同时提高显示亮度，在室外使用时方便使用者读取数据。静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，单片机才执行一次显示子程序，这样大大节省了单片机CPU的时间，提高了单片机的工作效率；缺

6、点是位数多时，硬件开销太大。因此静态显示适合显示亮度要求高、位数不多的情况下使用。显示电路学生信息表person企业信息表company公共信息表news学生模块企业模块管理员模块其它模块键盘电路设计键盘采用4×4矩阵式键盘，接单片机P2口，由程序扫P2口判断按下的是那个位置的键，然后查询键值表，执行相应的功能。电源原理图所设计的直流稳压电源电路的原理图如下所示，它由降压变压器、整流桥、滤波电路和集成稳压芯片组成。这样设计相对简单也能满足系统的需要初始化监测液位显示液位液位判断报警及处理返回首先主程序完成初始化，然后发生超声波并启动计时器开始计时

7、。为避免串扰，在发射期间接收中断INT0关闭，在发射完毕后开启中断INT0。当超声波回波被接收到后，引发中断停止计时。然后读取温度和时间，再确定该温度下超声波在液体中的传播速度，最后计算液位。计算出液位后，与预设的最高液位和最低液位值进行比较，如果超出预设值就做出相应的自动操作。再往后和液位极限值比较，如果超过极限值就认定系统不能完成自动控制，启动报警电路，提醒相关人员进行人为操作。最后调用显示子程序，如果不需要系统进行任何操作的话就直接调用显示子程序。初始化查询是否开始发射超声波同时启动计数器延时0.05msP1.7置0停止发射调用子程序计算距

8、离报警调用显示子程序开中断再次发射超声波P0.1=1是否P0.1=0读取温度关中断读取时间否是主程序流程图否关闭电磁阀是否超过液位极限打