超声波液位流量检测仪设计

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1、中等职业学校骨干教师国家级培训教学研究论文超声波液位流量检测仪设计的教学探讨摘要：本文简单介绍了一种超声波液位流量仪的设计，选择高可靠性的CPU作为控制核心，采取硬件和软件抗干扰措施来提高整个系统可靠性，在实际使用中取得了良好的效果．关键词：超声检测，单片机，抗干扰，可靠性DiscussiononteachingofUltrasonicLiquidLevelDetectorDesignAbstract：Thispaperpresentsasimpleultrasonicflowmeterlevelinthedesign,selectionofhighr

2、eliabilityasacontrolCPUcore,hardwareandsoftwaretotakeanti-jammingmeasurestoimprovereliabilityofthewholesystem,theactualusemadeofgoodresults.Keywords：Ultrasonictesting,Microcontroller,Interference,Reliability在中职教育教学中，为了使中职学生掌握更多的贴近生活的有用知识，为了能向社会输送更实用的人才，有必要对他们进行单片机的检测技术方面的教学。下面就超

3、声波液位流量检测仪设计的有关问题进行讨论。一、概述：随着电子技术、计算机技术以及大规模集成电路芯片技术的飞速发展，超声测距技术也日臻成熟。于九十年代初，国内开始将超声测距技术应用于水利、化工、医疗、食品等各个领域开始发挥其重要功能。由于超声波检测使用的是机械波，无电火花产生，且超声探头一般均为陶瓷材料，耐腐蚀性强，所以特别适合于在腐蚀性强和对防火要求高的场合使用。超声脉冲法能测量固体、液体。它广泛应用于化工、水泥、煤炭、码头、仓库的材料检测。超声料位检测不仅有利于生产，还有利于安全，特别是对化工方面来说更是必不可少，如1988年9月前后，上海益明食品厂

4、发生氮外溢，上海高桥石油化工公司球罐液化气外溢，造成爆炸事故。倘若当时在设备上安装有超声料位仪，就可以避免事故。第7页共7页中等职业学校骨干教师国家级培训教学研究论文基于以上的背景考虑，本仪器主要完成以下功能：1.对液位进行检测并根据存放液体容器的形状、液位的变化速度，计算出流量。2.当液位超出允许的范围，则切换继电器的开闭，通过外部辅助设备停止液体的继续注入或根据实际需要作出相应的动作。3.输出对应于液位或流量的符合工业标准的4～20mA电流，提供给外部控制设备或调节设备。4.使用外部温度传感器，检测超声检测范围内空气的温度，提供温度补偿，从而提高检

5、测的精度。二、MC68HC908LJ12本仪器选用了Motorola公司的MC68HC908LJ12单片机作为控制核心。该单片机使用高性能的M68HC08内核，目标代码向上兼容M6805、M146805和M68HC05，片内集成有12K字节的FLASHROM作为程序存储器和512字节的内部数据RAM,两个16位双通道定时计数器模块可以设置为输入捕捉、输出比较和PWM输出三种工作方式，三通道8位高速PWM输出（最高125KHz），6通道10位A/D转换器，SPI和SCI接口，最大26×4活27×3LCD驱动，8位键盘接口。从该单片机集成的存储器及外围接口

6、来看，完全可以满足设计的要求。基于可靠性考虑，也是选用该单片机的一个原因。Motorola公司的单片机素以可靠性高、适合于工业场合使用而闻名。该单片机秉承Motorola单片机的一贯的高可靠性的特色，还使用了几种新的技术，更加提高单片机本身的可靠性。lEFT（ElectricalFastTransient）技术EFT技术是一种抗干扰技术，它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时，其波形上会叠加各种毛刺信号，如果使用施密特电路对其整形，则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟，在交替使用施密特电路和RC滤波电路后就可以消除这些毛刺，从而保证系统的时钟信号正常工

7、作，这样就提高了单片机工作的可靠性。l低噪声布线技术和驱动技术在传统的单片机中电源和地线是在集成电路外壳的对称引脚上的，一般是在左上、右下和右上、左下的两对对称点上。这样就使电源噪声穿过整块芯片，对单片机的内部电路造成干扰。而该芯片把地和电源引脚安排在相邻的引脚上，这样不仅降低了穿过整个芯片的电流，另外还在印制电路板上容易布置去耦电容，从而降低系统的噪声。第7页共7页中等职业学校骨干教师国家级培训教学研究论文另外，该芯片的输出能力较强，I/O口的灌拉电流可达8mA以上。这些电流较大的驱动电路集成到芯片内部在工作时带来了各种噪声，为了减小这种影响，采用了

8、多个小管子并联等效一个大管子的方法，并在每个小管子的输出端串上不同等效阻值的电阻，以降低di/