无线超声波液位测量仪的设计.pdf

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1、2014钲仪表技术与传感器2014第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11无线超声波液位测量仪的设计张文(南京理工大学泰州科技学院，江苏泰州225300)摘要：液位测量广泛应用于工业、经济、生活等领域。在带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒等恶劣条件等特殊场合中，传统的液位测量存在不可克服的缺陷。而超声波液位测量是一种非接触式的测量方式，该测量方法具有重要的现实意义。同时针对在复杂环境中不易布线的问题，提出了一种具有无线通信功能的无线超声波液位测量系统的设计方案。测试结果验证了该系统的可行性。关键词：液位测量

2、；超声波；单片机；无线通信中图分类号：TH816文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)l1—0041—03DesignofWirelessUltrasonic-waveLiquidLevelMeasuringSystemZHANGWen(TaizhouInstitudeofNanjingUniversityofScienceandTechnology，Taizhou225300，China)Abstract：LevelmeasurementiswidelyusedinindustriM，economic，socialan

3、dotherfields．Thetraditionallevelmeasurementexistinsurmountableflawsincomplexenvironmentwithcorrosive，strongelectromagneticinterference，toxicandotheradversecon·ditions．Theultrasoniclevelmeasurementisanon—contactmeasurement．Theultrasoniclevelmeasurementhasimportantpractica

4、lsignificance．Meanwhileinviewofuneasyforrootinginacomplexenvironment，thispaperproposedadesignschemeofwirelessul-trasonic-waveliquidlevelmeasuringsystemwithwirelesscommunicationfunction．Thetestresultvalidatedfeasibilityofthesys—tem．Keywords：liquidlevel；measurementultrason

5、ic-wave；single—chipmicrocomputer；wirelesscommunication0引言竺在现代工业生产中，常常需要测量容器中液体的液位。随着国家工业的迅速发展，液位测量技术被广泛应用到石油、化工、医至ST单C片89机C52药、食品等各行各业中。近年来，计算机、微电子、传感器等高新技术不断进步，液位仪表的研制得到了长足的发展，以适应越来越高的应用要求。随着各行业的快速发展，液位测量已应用到越来越图1总体设计框图2硬件系统设计多的领域，不仅用于各种容器、管道内液体液位的测量，还用于水一个完整的系统中，硬件电路和软

6、件程序是不可缺少的2渠、水库、江河、湖海水位的测量。这些领域使用传统的液位测量个组成部分。而硬件的正确与否，也将会直接影响整个程序的手段已经无法满足对其精确性的要求，所以超声波液位测量这种可实现性。新的测量方向已经成为一种新的手段被广泛地应用。2．1超声波检测模块1系统总体设计图2中，日是整个水箱的高度，即超声波探头到水箱底部该设计以超声波测距原理为理论基础，以STC89C52单片的距离，需要提前测定出来。S是超声波测距模块和水箱液体机作为控制核心。超声波检测模块通过TRIG、ECHO端口与单液面之间的距离，这个距离就是这次设计中所要检

7、测的核心距片机相连，从而驱动模块内部电路，实现超声波的发射和接收。离。这样，h=H—S，待测液体的高度就可以计算出来。由此可同时，温度检测模块检测出当时的空气环境温度，把采集的温见，检测关键就是对模块与液面的间距的进行检测。所用到的度数据传送给单片机，然后通过使用温度补偿程序对超声波的核心就是超声波测距理论⋯。传播速度进行调整，从而可以提高检测精度，使之能够达到要超声波传感器求。单片机将温度补偿后的测距结果以及实时环境温度输出并显示。能够实现实时检测液位的功能。该系统主要由电源电路模块，超声波检测模块，温度检测日模块，LCD显示模块，G

8、SM通信模块和控制模块组成。整个系待测液体统框图如图1所示。图2超声波液位检测原理图收稿日期：2013—09—24收修改稿日期：2014—06—1742InstrumentTechniqueandSenso