自动精确液位检测系统

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液面闭环控制系统原理

液面闭环控制系统原理

液面闭环控制系统原理液面闭环控制系统是一种用于监测和调节液体液位的自动控制系统。

它通过测量液体液位的变化并根据设定的目标值来调整控制阀门的开度,以维持液体的稳定液位。

该系统主要由传感器、控制器和执行器组成。

传感器是液面闭环控制系统的关键组件之一,它用于测量液体的液位并将其转换为电信号。

常用的液位传感器有浮子式液位传感器、压力式液位传感器和超声波液位传感器等。

这些传感器能够准确地测量液体的液位,并将测量结果传输给控制器。

控制器是液面闭环控制系统的核心部分。

它接收传感器传输过来的液位信号,并与设定的目标值进行比较。

根据比较结果,控制器会计算出误差值,并通过控制算法来决定控制阀门的开度。

常见的控制算法有比例控制、积分控制和微分控制等。

控制器还可以根据实际情况进行参数调节,以优化控制效果。

执行器是液面闭环控制系统的输出部分,它根据控制器的指令来调整控制阀门的开度。

控制阀门的开度与液体的液位密切相关,通过调节阀门的开度,液体的液位可以得到有效控制。

执行器通常由电动执行器或气动执行器组成,它们能够按照设定的要求精确地控制阀门的开闭。

液面闭环控制系统的工作原理是通过不断地监测和调节液体的液位,使其保持在设定的目标值范围内。

当液位偏离目标值时,传感器会将实际液位信号传输给控制器。

控制器根据实际液位信号与目标值之间的差异计算出误差,并根据控制算法决定控制阀门的开度。

执行器根据控制器的指令来调节阀门的开度,使液位逐渐趋近于目标值。

当液位达到目标值时,控制器停止调节,液面闭环控制系统达到稳定状态。

液面闭环控制系统的优点在于能够实现液位的精确控制和稳定维持。

它可以适用于各种液体的液位控制,如水箱液位控制、化工反应器液位控制等。

液面闭环控制系统还可以与其他控制系统相结合,实现更复杂的控制任务。

液面闭环控制系统是一种基于液位传感器、控制器和执行器的自动控制系统。

它通过监测和调节液体的液位,实现液位的精确控制和稳定维持。

液面闭环控制系统在工业生产和生活中有着广泛的应用,并发挥着重要的作用。

液位测量方法简介

液位测量方法简介

检测技术与仪器实验设计报告目录1.液位测量方法简洁 (1)1.1 类型 (1)1.2 液位计 (2)2.液位测量系统设计 (5)2.1 液位测量原理 (5)2.2 测量系统结构 (7)2.3 误差分析 (7)3.结论. (8)4.参考文献 (9)【摘要】综合运用单片机与自动检测技术,设计一套自动精确的液位测量系统,要求测量范围为0~2000mm,系统测量精度为0.1%,同时能利用单片机加以控制,减小误差。

【关键字】液位测量,单片机,超声波1.液位测量方法简介1.1按其工作原理可分为下列几种类型:①静压式:根据流体静力学原理,静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差与该点上方的介质高度成正比,因此可根据差压来检测液位。

②浮力式:利用漂浮于液面上浮子随液面变化位置,或者部分浸没于液体中物体的浮力随液位变化来检测液位。

③声学式:利用超声波在介质中的传播速度或在不同相界面之间的反射特性来检测液位。

④电气式:把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中,则电极之间的电气参数,如电阻,电容等,随液位的变化而变化。

⑤射线式:放射性同位素所放出的射线(如β射线,γ射线等)穿过被测介质事,其辐射能量因吸收作用而减弱,能量将衰减,其衰减程度与液位有关。

⑥微波式:由于微波属于电磁波,在一定条件下,传播速度是一定的,因此可以利用测量微波从传感器传播至物料表面并返回到传感器所用的时间来实现液位的测量。

⑦磁致伸缩式:利用磁致伸缩的效应实现液位的测量。

除此之外还有光学法,重锤法等。

在液位检测中,尽管各种检测方法所用的技术各不相同,但可把它们归纳为以下几个检测原理。

①基于力学原理敏感元件所受到的力(压力)的大小与液位成正比,它包括静压式,浮力式和重锤式液位检测等。

②基于相对变化原理当液位变化时,液位与容器底部或顶部的距离发生改变,通过测量距离的相对变化可获得液位的信息。

这种检测原理包括声学法,微波法,和光学法等。

③基于某强度性物理量随液位的升高而增加原理例如对射线的吸收强度,电容器的电容量等。

液位自动控制系统方案

液位自动控制系统方案

等级:课程设计课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称液位自动控制系统设计与调试专业班级学号姓名指导老师电气信息学院课程设计任务书课题名称液位自动控制系统设计与调试姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见审核人:一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相结合的重要手段。

它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程围的一般工程技术问题,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序和方法。

通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。

二. 课程设计的容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求,确定控制方案。

2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图,写出指令程序清单。

3.选择电器元件,列出电器元件明细表。

4.上机调试程序。

5.编写设计说明书。

三. 课程设计的要求1.所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。

2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。

3.所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出,篇幅不少于7000字。

四.进度安排1.第一周星期一:布置课程设计任务,讲解设计思路和要求,查阅设计资料。

2.第一周星期二~星期四:详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。

确定控制方案。

配置电器元件,选择PLC型号。

绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。

设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。

3.第一周星期五:上机调试程序。

4.第二周星期一:指导编写设计说明书。

几种自动液位(水位)控制的方法介绍

几种自动液位(水位)控制的方法介绍

几种自动液位(水位)控制的方法介绍在工农业生产以及日常生活应用中,常常会需要对容器中的液位(水位)进行自动控制。

比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量,生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。

虽然各种水位控制的技术要求不同,精度不同,但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式,如下图所示,它们的主要区别在于检测液位的方式、反馈形式,以及控制器上的区别。

1、机电控制式水位控制下图是这种控制方式的结构示意。

漂浮在水面上的浮球与控制器中的“检测机构”通过连杆机构相连,当水位发生变化时,浮球上下运动带动“检测机构”产生位移,这个位移可以直接用来驱动阀门动作,关闭或者开启进水口,调节水位。

如果需要控制的水筏较大,浮球的浮力不足以驱动控制水阀动作时,可以在“检测机构”与“阀门控制”之间增加一套机电控制驱动装置,具体控制过程为:①“检测机构”的位移先去带动一个位移开关动作;②位移开关控制电机的转动;③电机驱动水阀门。

这种控制方式结构比较复杂,但可以对大型蓄水装置进行控制,因此常常应用于工农业生产中。

2、全机械结构的水位控制方式家用抽水马桶是典型的全机械结构水位控制,以下是原理示意图:当用户进行冲水操作之后,蓄水箱的水被排空,浮球下降,这个信号通过连杆机构传递给进水阀门,使进水阀门开启,对蓄水箱补水;随着水量的增加,浮球逐步上移,直至达到设定的某个水位时,正好能够关闭进水阀,停止进水。

由此可见,在这种水位控制系统中,浮球=水位检测器(传感器),连杆机构=控制器,水位的“给定量”通过进水阀门与连杆机构的相对位置来设定。

3、古老的水位控制山区坡地种植水稻与平原不同,需要依山修筑层叠而上的梯田。

这种梯田结构至少有两个作用:其一,保持每一块田地都是平面,以便于耕作,其二,灌溉的水源从最上层引入,逐层注满后又逐层向下浇灌,因此,当水量充足时,只要每一层田埂上的排水口高度合适,就可以确保每块田地中的水位高度适中。

液位控制系统原理

液位控制系统原理

液位控制系统原理
液位控制系统主要是根据液体容器中的液位变化来实现自动控制。

其基本原理是通过传感器或测量设备对液位进行实时监测,并将监测到的数据传输给控制器进行处理。

控制器根据设定的液位目标值和系统的工作要求,对执行机构进行控制,从而实现液位的稳定控制。

具体而言,液位控制系统的原理包括以下几个关键步骤:
1. 传感器测量液位:液位控制系统中,通常使用传感器来测量液体容器中的液位。

常见的液位传感器有浮子式液位传感器、压力传感器、毛细管传感器等。

传感器会将液位信息转换为电信号,以便后续的控制。

2. 信号处理与转换:液位传感器输出的电信号可能需要进行处理和转换,以适应控制器的要求。

通常使用信号调理器或模拟转换器对信号进行放大、滤波或线性化处理,并将其转化成数字信号,以便后续的控制器处理。

3. 控制器处理信号:控制器接收传感器发送的信号,并进行处理。

其主要任务是将测量到的液位与预设的目标液位进行比较,并根据控制策略确定控制命令。

控制器通常具有PID控制算
法或其他控制算法,并可以根据实际情况进行参数调整。

4. 执行机构控制:控制器根据处理结果,生成相应的控制信号,控制执行机构以实现液位的调节。

执行机构根据控制信号的不同,可以是开关阀门、调节阀、泵或其他调节装置。

通过对执
行机构的控制,液位控制系统可以实现液位的自动调节。

总体来说,液位控制系统利用传感器监测液位并将信号转换为控制器可处理的形式,控制器根据设定的液位目标值进行处理,并通过控制信号控制执行机构,从而实现液位的稳定控制。

这种液位控制系统常应用于化工、制药、水处理、液体储存等领域。

液位自动控制系统分析

液位自动控制系统分析

二.系统分析2.1系统工作原理浮球杠杆式液位自动控制系统原理示意图工作原理:当电位器电刷位于中点位置时,电动机不动,控制阀门有一定的开度,使水箱中流入水量与流出水量相等,从而液面保持在希望高度上。

一旦流入水量或流出水量发生变化,水箱液面高度便相应变化。

例如,当液面升高时,浮子位置亦相应升高,通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移,从而给电动机提供一定的控制电压,驱动电动机通过减速器减小阀门开度,使进入水箱的流量减少。

此时,水箱液面下降,浮子位置相应下降,知道电位器电刷回到中点位置,系统重新处于平衡状态,液面恢复给定高度,反之,若水箱液面下降,则系统会自动增大阀门开度,加大流入的水量,使液面升到给定的高度。

2.2系统分解水位自动控制系统由浮子,杠杆,直流电动机,阀门及水箱控制部分构成。

根据不同的需要可以对各部分进行不同的设计。

该系统结构简单,安装方便,操作简便直观,可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。

液位控制系统原理方框图如下所示:图22.3.数学模型2.3.1浮子、杠杆、电位计(比例环节)浮球杠杆测量液位高度的原理式U o=U总b∆ℎal式中Uo为电位计的输出电压,U总为电位计两端的总电势,b a⁄为杠杆的长度比,∆ℎ为高度的变化,l为电位计电阻丝的中点位置到电阻丝边缘的长度。

则:G1(s)=K12.3.2微分调理电路(微分环节)由于水面震荡,导致浮子不稳定,在电位计的输出电压与电动机的输入端之间接一个微分调理电路,对输入的电压进行调理传递函数为G2(s)=K2s2.3.3电动机(惯性环节)查资料知电动机的传递函数:G3(s)=K3Ts+12.3.4减速器(比例环节)这是一个比例环节,增益为减速器的减速比。

故,传递函数为G4(s)=K42.3.5控制阀(积分环节)这是一个积分环节,故,传递函数为G5(s)=K5s2.3.6水箱(积分环节)这是一个积分环节,实际液位Y是流入量Q in与流出量Q out的差值∆Q对时间t的积分。

液位自动控制系统原理

液位自动控制系统原理

液位自动控制系统原理液位自动控制系统是一种常见的工业自动化控制系统,它通过对液体的液位进行监测和控制,实现对液体流程的自动调节和管理。

该系统在化工、石油、制药、食品等领域都有着广泛的应用,对生产过程的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

液位自动控制系统的原理主要包括传感器、控制器和执行机构三个部分。

传感器负责实时监测液位的变化,将监测到的信号传输给控制器;控制器根据传感器反馈的信号,通过比较液位与设定值的差异,控制执行机构对液位进行调节,从而实现液位的自动控制。

传感器是液位自动控制系统中至关重要的部件,它能够将液位的变化转化为电信号输出,常见的液位传感器有浮子式、电容式、超声波式等。

浮子式传感器通过浮子的浮沉来感应液位的高低,电容式传感器则是利用电容的变化来检测液位的变化,而超声波式传感器则是通过发射超声波来测量液位的高度。

不同类型的传感器在不同的场合下有着各自的优势和适用性,选择合适的传感器对系统的稳定性和准确性至关重要。

控制器是液位自动控制系统中的大脑,它接收传感器传来的信号,经过处理后输出控制信号给执行机构。

控制器的设计原理是通过比较实际液位与设定值的差异,来确定执行机构应该采取的控制动作。

常见的控制器有PID控制器、模糊控制器、遗传算法控制器等,它们在不同的应用场合下有着各自的优势和适用性。

执行机构是液位自动控制系统中负责实际调节液位的部件,它根据控制器输出的信号,对阀门、泵或其他调节装置进行控制,从而实现对液位的调节。

执行机构的性能直接影响着系统的响应速度和控制精度,因此在选择和设计执行机构时需要考虑到系统的实际需求和工作环境。

总的来说,液位自动控制系统的原理是基于传感器、控制器和执行机构的协同工作,通过对液位的实时监测和控制,实现对液体流程的自动调节和管理。

在实际应用中,需要根据具体的工艺要求和环境条件,选择合适的传感器、控制器和执行机构,以确保系统的稳定性和可靠性。

液位自动控制系统的发展将进一步推动工业生产的自动化和智能化,为工业生产带来更高的效率和质量。

结晶器液位自动检测控制系统在韶钢的应用

结晶器液位自动检测控制系统在韶钢的应用
环节,关键环节,对四位一体短流程顺行起 承上启下重要作用。连铸机中包浇铸方式为 定径水口,中包车为悬挂式高低轨中包车, 且装有称量系统,对中包钢水进行称量,用 于控制拉速; 结晶器采用弧形结晶器,铜管 尺寸长度为 l m , 为稳定结晶器钢水液位,采 用了结晶器液位自动检测控制系统; 浇铸方法 为刚性引锭杆,弧形半径为 9 m ,拉矫机为 2 点矫直。 生产 170mm x 170mm 方坯,生产 钢种有Q 235 , HRB335 、 30Mn Si , 45 钢
SCIE NCE & TECHNOI OOY INF ORMAT ION
高新技 术
结晶器液位 自动检测控制系统在韶钢的应用
朱文 肖方锦
(韶关钢铁集团有限公司炼轧厂
广东省韶关市
512122 )
摘 要: 在钢铁工业中, 非接触式液位测量技术有远离被测物体、安全可靠、 使用方便等优点。文章介绍放射性测量技术的原理、配
图1
结晶器液位检测控制系统框图
贵 ,投资大,控制精密,维护困难,维修 键组成 。 费用高。另一种是通过控制拉矫机的拉速控 2.2.2 拉速控制系 统主要 技术参数如下: 制结晶器的钢水液位稳定,当结晶器钢水液 液 位检测范围:0- 196mm 位高于设定值时, 控制拉矫机拉速增大, 反 液位检测误差:2-3mm/ 全量程 之, 拉速减小。该控制方式控制系统简单, 液位信号输出:4- 20mA ,DC 设备投资少 ,维护方便 ,维修费用低。所 时间常数: Is 校准参数 : 程速度控制, 它具有不必修改结晶器外壳, 以我厂连铸机采用的是控制拉矫机拉速的控 制方式。液位自 动检测控制系统框图如图1 校淮时间: l os 安装位置远离钢水,不受恶劣环境影响等优 所示。 低故障脉冲: 10 点。放射性测量原理是根据射线吸收和传输 2 .2 液位自 动检测 控制系 统的应用 高故障脉冲:24000 的原理来测量液位。在众多射线a 射线、0 2 . 2 . 1 系统组成 自动校准 : 射线、丫 射线、中子射线中,中子射线穿 结晶器钢水液位自 动检测系统主要由放 校准 许可:Enable 透能力最强,穿透人体、铝、铅,混凝土 射源、探测器、恺装电缆和X 9 6 N 微处理 校准 时间:3s 可以挡住中子射线,9 射线可被铝挡住,a 器仪表组成。该系统采用R O N A N 的Y测 自 动零位校准:O mm 射线最弱。Y射线是一种穿透能力较强的射 是一种相对比较安全的测量技术。 自 动高位校准:Disable 线,穿透人体、铝; 铅可以档住 Y射线,而 量技术, (1)放射源 放射源为Cs- 137 放射源, 其 X96N 微处理器仪表输出液位信号4-20m 且丫 射线其有穿透工艺过程物质而不使物质 在PLC 带有辐射性,也不改变物质结构等优点。采 活度为2 . 664 x 10' Bq (720 pCi ) ,为低剂量 A . DC 到PLC 及浇铸操作箱显示, 的放射源,其结构为线状放射源,由8 个放 中对结晶器液位进行PID 算法闭环控制,控 用 Y测量技术,在恶劣环境下, 可以测量物 安 制拉矫机的拉速, 使结晶器钢水液位稳定, PID 质的密度、质量和位置。而小方坯的结晶器 射源3 . 33 x 106Bq (90 pCi ) 微粒组成, 钢水液位主要用放射性测量技术,在连铸结 装方式为外插人式。直径5- 6mm 的放射源, 参数整定为P=30 , 1=2000,D=0, 2. 2. 3 液位曲线校正 晶器钢水液位检测的应用中,一束丫 射线从 安置在特置的铅盒安装架内,使用时,由结 因在整个探测器长度范围内射线场的不 射源发出,穿透结晶器和结晶器中的钢水, 晶器的后面推入。 ( 2 ) 探测器 探测器为矩形晶体探测器, 规则分布,测出的钢水液位信号是非线性 其中穿过钢水的射线部分被钢水吸收,最后 结晶器铜管的尺寸大小和外形几何形状, 到达探测器,探测器检测到的辐射脉冲多少 采用大规格的晶体,灵敏度非常高,使用 的, 及结晶器外套的结构和结晶器的总成构造都 与结晶器中的钢水液位高低成反比关系。我 时 ,由结 晶器的前面推人。 (3)f}装电缆 恺装电缆为高温电缆, 采用 可能使射线场分布不规则。要使钢水液位信 厂方坯连铸机结晶器钢水液位检测,采用 M S 接头和恺装套管, 保证探测器到X 96N 号输出为线性输出,就要运用信号处理软件 R ONAN 公司的Y射线测量技术。 微处理器仪表之间的信号在连铸现场的恶劣 进行调整,即进行曲线校正。曲线校正应在 2 . 1. 2 液位自动控制系统框图 结晶器液位自动控制的方式和方法有两 环境下可靠传送; 安装简单、方便、易更 满足拉钢的状态下进行,以保证侧量状态相 同。 校正时, 一 用 截150mm x 150mm方 坯 种: 一种是通过控制中包塞棒或中包水口 滑 换 。 (4)X96N 微处理器仪表 X96N 微处理器 模拟结晶器内的钢水液位,在整个测量范围 板开度来控制从中包水口 进入结晶器的钢水 内等分 10 点测出液位脉冲信号, 1所示。 如表 量,当液位高于设定值时关小中包水 口钢 仪表有 C P U 板、输入板、输出板、显示接 流,反之, 开大水口 钢流, 该控制 式设备昂 口板及其它控制选项板和显示单元、操作按 使能X96 N 仪表曲线校正功能,输入曲线校

液位自动控制系统

液位自动控制系统

随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展,工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。

液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数,其测量和控制效果直接影响到产品的质量,因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。

本文设计了一种以单片机为核心的液位控制系统,使得液位控制更加精确稳定,并具有良好的人机交互功能。

一、系统结构系统采用下位机以单片机为核心的控制系统。

系统由单片机、D/A、A/D转换、V/I转换、电动调节阀、放大电路以及液位传感器等组成。

其系统结构框图如图1所示。

系统的核心采用AT89C52单片机,该芯片具有极高的性价比,适用于多数嵌入式系统。

上位机采用普通PC机,通过串口与单片机进行通信。

同时利用Visual C 6.0设计了监控软件,使其具有友好的人机界面,方便监控室工作人员对液位进行监控。

二、硬件系统设计1.液位传感器系统选用CYB31型压力液位变送器来进行液位的测量。

CYB31系列隔离式液位变送器采用进口不锈钢隔离膜片的高精度、高稳定性的力敏芯片,经合理精密的结构设计和厚膜技术温度补偿、信号放大、V/I转换,对不锈钢壳体进行全密封焊接,使用有通风导管的防水电缆,使传感器背压腔与大气连通,从而制成工业标准的4~20mA或0~10mA信号输出且性能稳定可靠的全固态产品。

2.A/D转换模块考虑到转换器的转换位数和速率,本系统采用了TI公司的10位模数转换器TLC1549。

它采用CMOS工艺,具有内在的采样和保持,采用差分基准电压高阻输入,抗干扰,可按比例量程校准转换范围。

通过A/D转换器可以将传感器输入的模拟电压量转换为数字量通过串行通信送给计算机。

3.液位调节系统经过单片机得到控制量输出后,经D/A转换器转换为模拟量,再经放大器放大从而调节阀门的开度来改变液体的流量,以达到对液位的控制。

4.液位设定、显示及报警单片机的P1口连接了一个4×4的16键行列式键盘,通过键盘可以实现液位上、下限的设定。

液位控制系统的原理

液位控制系统的原理

液位控制系统的原理
液位控制系统采用传感器检测液位变化,并通过控制器对液位进行监测和调节,以达到控制液位的目的。

其基本工作原理如下:
1. 传感器检测液位:液位控制系统通过安装在液体容器中的液位传感器来检测液位的变化。

传感器可以使用不同的原理,如浮球测量、压力传感、电容测量等,来实现对液位的实时监测。

2. 液位信号传输:传感器将检测到的液位信号转换为电信号,然后通过传输线路将信号传递给控制器。

传输线路可以采用模拟信号传输方式或数字信号传输方式,具体根据系统的要求和信号的特性进行选择。

3. 控制器处理信号:控制器是液位控制系统的核心部件,负责对传感器传来的液位信号进行处理。

控制器将接收到的信号与预设的设定值进行比较,并根据差异调整控制执行器的动作,以维持液位在设定范围内。

4. 控制执行器调节液位:根据控制器的指令,控制执行器采取相应的控制动作,来实现液位的调节。

常见的控制执行器包括阀门、泵和电机等,根据实际需求来选择合适的控制设备。

5. 反馈控制:液位控制系统通过反馈机制实现闭环控制。

控制器会不断监测液位的变化,并根据实际液位反馈信息对控制参数进行调整。

这样可以保持系统稳定性,并减小由于外界干扰和液体特性变化带来的影响。

通过以上的工作原理,液位控制系统可以实现对液位的准确控制和稳定性维持,广泛应用于工业生产和自动化控制领域。

水箱液位自动控制系统工作原理

水箱液位自动控制系统工作原理

水箱液位自动控制系统工作原理
水箱液位自动控制系统是一种常见的自动化控制系统,它主要用于控制水箱的液位,确保水箱中的水始终保持在一定的水位范围内。

该系统的工作原理是通过传感器检测水箱中的液位,并根据液位信号控制水泵的启停,从而实现水箱液位的自动控制。

水箱液位自动控制系统主要由液位传感器、控制器和水泵组成。

液位传感器是系统的核心部件,它能够实时检测水箱中的液位,并将液位信号传输给控制器。

控制器根据液位信号来控制水泵的启停,当水箱中的液位低于设定值时,控制器会启动水泵,将水泵中的水送入水箱中,直到液位达到设定值时,控制器会停止水泵的运行。

水箱液位自动控制系统的工作原理非常简单,但是它能够有效地保证水箱中的水始终保持在一定的水位范围内,避免了水箱中水位过高或过低的情况发生。

这不仅可以保证水的供应,还可以避免水泵因为长时间运行而损坏,从而延长水泵的使用寿命。

除了水箱液位自动控制系统,还有许多其他的自动化控制系统,如温度自动控制系统、湿度自动控制系统等。

这些系统都是基于传感器检测环境参数,并根据参数信号来控制设备的启停,从而实现自动化控制的目的。

随着科技的不断发展,自动化控制系统将会越来越普及,为人们的生活带来更多的便利和舒适。

液位控制系统的工作原理

液位控制系统的工作原理

液位控制系统的工作原理液位控制系统是一种用于监测和控制液体水平的技术。

它广泛应用于各种工业和生活领域,如化工、石油、食品、饮料、水处理等。

液位控制系统的工作原理基于传感器的测量和反馈机制,通过控制阀门或泵来实现对液位的精确控制。

液位控制系统通常由以下几个主要组成部分组成:液位传感器、控制器和执行器。

液位传感器用于测量液体的水平,它可以是各种类型的传感器,如浮子式传感器、电容式传感器、超声波传感器等。

控制器是系统的大脑,它接收传感器的信号并根据设定的参数进行逻辑判断和控制决策。

执行器则根据控制器的指令来调节阀门或泵的开关状态,从而实现对液位的控制。

液位控制系统的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 传感器测量:液位控制系统首先通过液位传感器对液体的水平进行测量。

传感器将液位信息转换为电信号,并将其发送给控制器。

2. 信号处理:控制器接收传感器发送的信号,并对其进行处理和分析。

信号处理包括滤波、放大、数字转换等操作,以确保获得准确的液位信息。

3. 控制策略:控制器根据设定的控制策略和参数来判断液位是否达到设定值,并确定下一步的控制动作。

控制策略可以根据实际需求进行调整,例如比例控制、PID控制等。

4. 控制输出:根据控制策略的判断结果,控制器将控制信号发送给执行器。

执行器根据控制信号的指令来调节阀门或泵的开关状态,从而改变液体的流动速度或液位高度。

5. 反馈控制:液位控制系统通常还包括反馈机制,以确保控制的准确性和稳定性。

反馈机制可以通过再次测量液位,并将反馈信号发送给控制器进行比较和修正。

液位控制系统的工作原理可以应用于各种不同的场景和需求。

例如,在化工工艺中,液位控制系统可以用于调节反应釜中的液位,以确保反应过程的安全和稳定。

在水处理中,液位控制系统可以用于控制水箱或水池中的水位,以满足供水需求。

在石油行业,液位控制系统可以用于油罐的液位监测和调节,以确保储存和运输的安全。

液位控制系统是一种重要的自动化技术,它通过传感器的测量和反馈机制,以及控制器和执行器的协调工作,实现对液体水平的精确监测和控制。

液位控制系统工作原理

液位控制系统工作原理

液位控制系统工作原理
液位控制系统是一种自动化控制系统,用于监测和维持液体的特定液位。

其工作原理通常包括以下几个主要步骤:
1. 传感器检测液位:系统中安装有液位传感器,用于测量液体的实际液位。

传感器可以是浮子式、压力式、超声波式等不同类型。

2. 信号传输:传感器将检测到的液位信号转化为电信号,并将其传输给控制器。

传输方式可以是模拟信号传输或数字信号传输。

3. 信号处理:控制器接收到传感器传输的信号后,进行信号处理和分析,以确定液位是否达到设定值。

处理方法可以包括滤波、放大、数值计算等。

4. 控制决策:根据信号处理结果,控制器判断液位是否达到设定值或允许的范围。

如果液位过高或过低,控制器将做出相应的控制决策。

5. 控制执行:根据控制决策,控制器将通过执行器控制液位的变化。

执行器可以是电动阀门、泵或其他控制设备。

控制器向执行器发送命令,使其调节流量或流动方向,从而达到控制液位的目的。

6. 反馈调整:系统将实时监测液位的变化,并对实际液位与设定值之间的差异进行反馈调整。

通过反馈机制,系统可以实现
自动修正控制,以实现精确控制液位的目标。

整个工作原理实际上是一个闭环控制过程,通过不断检测、传输、处理和控制,实现对液位的自动监测和调节。

这种液位控制系统广泛应用于各种工业领域,如化工、石油、电力等,以提高生产安全性和效率。

水箱液位自动控制系统设计

水箱液位自动控制系统设计

目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (2)1设计任务目的及要求 (2)设计目的 (2)设计要求 (2)2系统元件的选择 (3)有自平衡能力的单容元件 (3)无自平衡能力的单容元件 (4)单容对象的特性参数 (6)3控制器参数的整定 (7)参数的确定 (7)电动机的数学模型 (9)控制系统的数学模型 (10)PID控制器的参数计算 (10)4控制系统的校正 (11)控制器的正反作用 (12)串级控制系统 (12)5系统的稳定性分析 (16)系统的稳定性分析 (16)控制系统的稳态误差 (17)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)水箱液位自动控制系统原理摘要:水箱液位自动控制系统就是利用自身的水位变化进行调节和改变的系统,它自身具平衡能力,并由电动机带动下自动完成水位恢复的功能。

水箱液位是由传感器检测水位变化并达到设定值时,水箱自己的阀门关闭,防止溢出,当检测液位低于设定值时,阀门打开,使液位上升,从而达到控制液位的目的。

关键词:有自平衡能力、无自平衡能力、电动机、单容对象、系统稳定引言液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低,当传感器检测到液位设定值时,阀门关闭,防止物料溢出;当检测液位低于设定值时,阀门打开,使液位上升,从而达到控制液位的目的。

在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制:常压容器和压力容器的液位控制,例如浆池和蒸汽闪蒸罐。

液位自动控制系统由液位变送器(或差压变送器)、电动执行机构和液位自动控制器构成。

根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。

结构简单,安装方便,操作简便直观,可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。

1 设计任务目的及要求设计目的通过课程设计,对自动控制原理的基本内容有进一步的了解,特别是水箱液位系统的设计。

能把本学期学到的自动控制理论知识进行实践,操作。

在提高动手能力的同时对常用的开闭环控制有一定的了解,在系统设计方面有感性的认识。

双容水箱液位控制系统

双容水箱液位控制系统

双容水箱液位控制系统简介双容水箱液位控制系统是一种能够自动检测液位并控制液位的系统,通常用于工业生产中的水处理、冷却等环节。

它包括两个水箱和一套自动液位控制系统。

系统组成双容水箱液位控制系统主要由以下几部分组成:1.双个水箱:分别是进水箱和出水箱,供水系统在进水箱中存储新的水,然后将水处理后的水送到出水箱,最后再供应到整个系统中。

2.液位控制器:一种能够检测并控制液位水平的控制器,通过传感器收集水位信号,并将数据传输到中控系统中。

3.中央控制器:用于处理液位信号和控制整个系统,开启或关闭水泵和控制进出水箱之间的流量。

系统工作原理当水处理系统开始工作时,水泵会将新的水送入水箱中。

同时,液位控制器会监测进水箱的液位,发送信号到中央控制器。

当进水箱的液位降到最低时,中央控制器会打开进水阀门,并将水流至进水箱中。

当进水箱液位升高到预设液位时,液位控制器会停止进水。

如果进水箱液位超过了预设值,控制器会关闭进水阀门,以避免水溢出。

同样的,出水箱也安装有液位控制器,监测出水箱液位,当液位达到最高限制时,中央控制器会打开出水阀门,并控制出水量。

当出水箱的液位降至预设值时,中央控制器会关闭出水阀门,以避免水泵过载。

优势双容水箱液位控制系统的优势主要在于以下几点:1.自动化程度高:整个水箱液位控制系统实现了全自动化的工作流程,大大减少了人工干预的频率和工作强度。

2.稳定性好:水箱液位控制系统能够实时监测液位变化,并根据水量来调整水泵流量,保证了流量平稳且不会超载,同时可以避免水流过大或过小带来的问题,提高了整个系统的稳定性和安全性。

应用场景双容水箱液位控制系统适用于以下场合:1.工业生产:工业生产中通常需要大量的水,而这些水又需要简单地进行过滤以保证生产质量。

双容水箱液位控制系统能够有效地满足这些需求。

2.冷却系统:在冷却系统中,温度是一个至关重要的因素。

过高或过低的温度都会导致整个系统的损坏,而恰当的水流量和水温可以保持整个系统的适宜温度和稳定性。

水库液位自动测控系统

水库液位自动测控系统

水库液位自动测控系统摘要:水位是衡量水库安全、水利调度、蓄水、泄洪的其中一个重要参数。

水位的自动化控制为水库现代化建设提供了有利的基础条件,在工农业生产的许多领域都需要对水位进行监控。

随着我国经济的发展,水文监测内容不断增加,于是便对观测方法以及水文监测技术的研发和应用提出了更高的要求。

本文针对水库水位测控系统在社会建设和人民生活中的重要作用,利用STC89C51单片机作为主控芯片模拟设计并制作了一套水库液位自动测控系统。

该系统包含对水库水位的实时监测、实现自动警报并指示工作状态、并通过液晶屏同步显示状态、全智能自动控制水库水位等功能,满足水库基本需求。

本文提出了一个较为简便的水库液位自动测控方案,该设计方案成本较低,控制相对简单,实用性更好,利用STC89C51单片机的部分内部资源和其控制特性,着重介绍了单片机的外围电路设计和软件的联合应用。

关键词:水库液位;自动测控;水位传感器;电磁阀;单片机中图分类号:TP273The Reservoir Volume Automatic Measurement and Control SystemAbstract:Reservoir capacity is one of the most important parameters in reservoir safety and water conservancy scheduling.Automatic control of the water volume provides favorable basic condition to modernization construction,in many areas of agricultural and industrial production, it is essential to monitor the water level.With the developing of our nation's economy, hydrology monitoring content gains more and more,as a result,raising higher requirements to the development and application of the observation methods.The system uses STC89C51 series micro-controller as the main control chip,designed and produced a set of reservoir level automatic measurement and control system.This system contains real-time monitoring of the reservoir water level, automatically instructing working status and the alarm,displaying the condition of the reservoir capacity through LCD screen.The article puts forward a simple and convenient scheme,this scheme needs lower cost,it is easier to control and more practical.The article mainly introduces the combined application between the SCM peripheral circuit and software design.Keywords:Reservoir V olume;Automatic Measurement and Control;Electromagnetic Valves;Water V olume Sensor;Single-chip MicrocomputerClassification:TP273目录摘要 (I)目录 (III)1. 绪论 (4)1.1. 研究背景 (4)1.2. 研究目的与意义 (4)1.3. 单片机的研究背景 (5)1.4. 系统研究现状 (5)1.5. 课题研究内容 (6)2. 水位自动测控系统原理 (8)2.1. 水位传感器 (8)2.1.1. 工作原理 (8)2.2. 控制原理 (9)2.3. 系统功能及特点 (10)3. 系统的硬件电路设计 (11)3.1. 方案确定 (11)3.2. 单片机选择 (11)3.3. 系统整体框架 (12)3.4. 硬件电路各模块分析 (12)4. 软件设计 (19)4.1. 主程序流程图 (19)4.2. 中断服务子程序 (20)5. 结论 (21)参考文献 (22)作者简介.........................................................................................错误!未定义书签。

液位自动控制系统工作原理

液位自动控制系统工作原理

液位自动控制系统工作原理
液位自动控制系统是根据液体的实际液位情况,通过传感器将液位信息转化为电信号,并经过信号处理后,控制执行机构对液位进行调节。

该系统的工作原理如下:首先,传感器监测液体的液位并将其转化为相应的电信号。

传感器可以采用浮子式、阻抗式、超声波式等不同类型。

接下来,电信号经过处理器进行放大、滤波等处理。

处理器可以根据实际需求,设置合适的放大倍数和滤波方式,以保证输出稳定可靠的液位信号。

处理器输出的电信号随后传送给控制器,控制器根据设定的液位设定值和液位信号之间的差异进行比较,并计算出控制执行机构的操作指令。

控制器可以根据设定值和信号之间的差异调整指令的大小和方向,以确保液位在设定值范围内保持稳定。

最后,操作指令通过控制执行机构实现对液位的调节。

控制执行机构可以通过开关阀门、泵、电机等方式实现对液位的控制。

根据操作指令的含义,控制执行机构会相应地调整设备的开启或关闭状态,以达到调节液位的目的。

总的来说,液位自动控制系统通过传感器获取液位信息,经过信号处理器和控制器的处理以及控制执行机构的调节,实现对液位的自动控制。

这种系统具有高度可靠性和稳定性,可以广泛应用于各种液位控制场景中。

储水罐液位计算机控制系统设计

储水罐液位计算机控制系统设计

储水罐液位计算机控制系统设计引言:储水罐液位计算机控制系统是一种用于监测和控制储水罐液位的自动化系统。

该系统能够实时监测储水罐的液位,并通过计算机进行数据处理和控制指令的发送,以实现储水罐液位的自动调节和控制。

本文将从硬件设计、软件设计和通信设计三个方面对储水罐液位计算机控制系统进行详细介绍。

一、硬件设计1.传感器:传感器用于实时监测储水罐的液位。

一般使用压力传感器或浮球传感器。

压力传感器通过测量物体所受压力的大小来判断液位高低,而浮球传感器则通过浮球的浮沉来反映液位的变化。

根据具体需要选择合适的传感器。

2.控制器:控制器是该系统的核心部分,负责处理传感器采集到的液位数据,并根据控制算法生成相应的控制指令。

控制器可以选择使用单片机、PLC或者工控机等设备。

3.执行器:执行器用于实现对储水罐液位的控制,包括开、关液位阀门等操作。

执行器通常选择使用电磁阀、电动阀等设备。

二、软件设计1.数据处理:控制器通过传感器获取到的液位数据进行预处理,例如滤波、校准等,以提高数据的准确性和稳定性。

通过合适的算法对数据进行处理,可以获得液位的实时信息。

2.控制算法:控制器根据液位的变化规律和外部控制要求,设计合适的控制算法,以生成相应的控制指令。

常用的控制算法有PID控制算法、模糊控制算法等。

根据具体需要选择合适的控制算法。

三、通信设计1.与计算机之间的通信:控制器通过串口、以太网等方式与计算机进行通信,将采集到的液位数据传输给计算机,并接收计算机的控制指令。

通信方式可以根据具体需求选择。

2.设备之间的通信:控制器与执行器之间通过数字信号进行通信,控制器接收到计算机的控制指令后,通过数字信号控制执行器的运行状态。

通信方式可以选择常见的485通信、CAN通信等。

结论:储水罐液位计算机控制系统设计涉及到硬件设计、软件设计和通信设计等多个方面。

通过合理的硬件选型、完善的软件设计和稳定的通信设计,可以实现对储水罐液位的自动化监测和控制。

液位遥测系统说明及配置

液位遥测系统说明及配置

随着自动化技术的不断进步和发展,船舶系统的自动化程度也越来越高。

高科学技术含量的集成系统的大量应用,使得船舶各系统更加高效、智能。

液位遥测系统是船舶自动化系统中的一个重要组成部分。

经过近十多年的发展,液位遥测系统的概念已拓展为液舱参数测量系统。

在测量精度,系统功能,稳定性和可靠性都上了一个新台阶,用户不仅能知道液舱内的液位,还能随时知道舱内的温度、气体压力、液货密度、重量等参数和船的压载、吃水、稳性、强度等各种参数,以确保船舶装卸与航行的安全。

1、系统功能液位遥测系统是船舶的核心部分,直接关系到船舶在海上航行的安全性和可靠性。

液位遥测系统能够集成多种液位测量方法实现对船舶液位的监测和报警。

系统可以接液位显示仪表显示液位,也可以通过现场总线通讯方式将数据上传至控制站(计算机),通过控制站(计算机)实现液位的显示和监视。

船舶液位遥测系统主要实现二项功能:①各舱的液位、温度、压力等进行实时监测;②当监测高于报警值时发出报警信号。

现代船舶液位遥测系统一般由信号处理单元、操作单元、液位传感器、温度传感器等组成。

一般情况下,液位遥测系统可分为两部分,一部分集中到油舱,实时将各油舱信息传送到机舱集中控制台,这样轮机部门就能及时了解各油舱消耗的情况;一部分集中到压载舱和淡水舱,实时将各水舱的信息传送到甲板办公室阀门遥控系统和液位遥测系统操作站以及配载计算机,使当班甲板部人员能够及时的了解实时装载、吃水等各种状态。

这样就极大的方便船员的工作,减轻了船员的工作量,增强了船舶的安全性。

船员可以通过集中显示控制柜触摸屏或远程计算机便捷、及时、准确地了解各舱室的液位、重量、体积、温度和压力等现场参数。

当某数值超过设定的上下限值时,相应舱室的显示框会以红、黄色交替闪烁报警,控制柜上的蜂鸣器也会响起。

操作人员可以及时采取相应的处理措施,以消除报警状态。

报警消息页面会以表格形式记录报警的发生时间及状态等信息,可备以后查询,也可以通过打印机进行打印。

自控课程设计-液位控制系统

自控课程设计-液位控制系统

自控课程设计-液位控制系统1. 介绍液位控制系统是一种自动化控制系统,用于监测和控制液体的容器中的液位高度。

该系统包括液位传感器、控制器和执行器等基本部件,可以应用于诸多场合,如水处理、油田、化工等。

本文设计一套液位控制系统,并简述其原理、流程和实现方法。

2. 原理液位控制系统根据水位传感器的反馈信号,调整容器里的水泵或阀门的开关状态,以实现液位的控制。

通常,控制系统需要有两个目标水位,高水位和低水位,当水位超过高水位时,系统会自动关闭出水口;当水位小于低水位时,系统会自动开启水泵或阀门,将水源输送到容器中。

3. 流程液位控制系统主要有以下流程:(1)线性传感器检测液位传感器的信号,并将其转换成电信号。

(2)控制器通过比较检测到的电信号与预设的目标水位的大小,计算出控制执行器的操作信号。

(3)执行器接收来自控制器的操作信号,并将其转换为实际的控制信号,例如启动电机或控制阀门的打开和关闭。

(4)线性传感器检测水位的变化,并将其反馈给控制器以更新系统状态。

4. 实现方法液位控制系统的具体实现方法包括以下步骤:(1)搭建实验平台为了验证液位控制系统的可行性,需要先搭建一套实验平台。

实验平台包括一个容器(例如水箱)、一个水泵和一个阀门。

(2)安装液位传感器将液位传感器安装在容器中,连接线性传感器与控制器。

(3)预设目标水位根据实验平台的需求,设定高水位和低水位的位置。

(4)编写程序利用 Arduino IDE 编写程序,实现液位传感器与控制器的数据通信,以及控制执行器输出操作信号的任务,来完成对液位控制的控制。

(5)测试和调试经过程序的上传和调试,对实验平台进行测试,验证液位控制系统的可行性和优劣。

5. 结论液位控制系统是一种自动化控制系统,可以在水处理、化工等多种领域中得到广泛应用。

本文介绍了液位控制系统的原理、流程和实现方法,并且在实验平台上进行了验证和测试。

该系统具有简单、实用和可靠的特点,是实现液位自动控制的有力手段。

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超声波液位测量系统设计
摘要:设计一套液位测量系统,要求测量范围0~2000mm,系统测量精度0.1%。

利用单片机加以控制,挡板补偿方法减小误差,提高传播时间的测量准确度来提高精度。

关键词:液位检测
1.液位检测方法简介
1.1按其工作原理可分为下列几种类型:
直读式:它根据流体的连通性原理来测量液位。

浮力式:它根据浮子高度随液位高低而改变或液体对浸沉在液体中的浮筒(或称沉筒)的浮力随液位高度变化而变化的原理来测量液位。

前者称为恒浮力式,后者称为变浮力式。

差压式:它根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静(差)压力的变化的原理测量物位。

电气式:它根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位。

核辐射式:它根据同位素射线的核辐射透过物料时,其强度随物质层的厚度变化而变化的原理来测量液位。

声学式:它根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化来测量物位
1.2液位计
1.2.1直接测量
直接测量是一种最为简单、直观的测量方法,它是利用连通器的原理,将容器中的液体引入带有标尺的观察管中,通过标尺读出液位
高度。

玻璃管液位计。

1.2.2人工检尺
人工检尺液位测量是对各种储罐内的液体进行体积和质量测定的种基本方法。

具有操作简单、计量准确、无须辅助设备的特点,仍是目前各油田原油集输过程中的一种主要计量方法。

检尺测量时,先对罐内液位高度进行测定,再根据罐的横截面积或大罐容积表,计算罐内液体体积和质量。

检尺测量的工具是钢卷尺,其下端带有铜质重锤。

为方便量油操作,在罐顶设有量油口。

量油口下装有量油管,管子底端钻有孔眼与液体连通。

设置量油管的目的是为了减小罐内液面波动对量油的影响。

1.2.3磁翻转液位计
磁翻转液位计结构牢固、工作可靠、显示醒目。

由于被测液体被
完全密封,使用磁耦合传动,因而
可以测量高温、高压及不透明的粘
性液体,如原油、污水等。

缺点:是经长期使用后,磁钢磁性退化,翻板轴磨损易造成指示错误.故应定期检查与校正。

1.2.4浮力法
浮力法测液位是依据力平衡原理,通常借助浮子一类的悬浮物,浮子做成空心刚体,使它在平衡时能够浮于液面。

当液位高度发生变化时,浮子就会跟随液面上下移动。

因此测出浮子的位移就可知液位变化量。

浮子式液位计按浮子形状不同,可分为浮子式、浮筒式等等;按机构不同可分为钢带式、杠杆式等。

钢带浮子式液位计浮筒式液位计
1.2.5超声波液位计
超声波液位计利用波在介质中的传播特性。

因此,在容器底部或顶部安装超声波发射器和接收器,发射出的超声波在相界面被反射。

并由接收器接收,测出超声波从发射到接收的时间差,便可测出液位高低。

超声波液位计按传声介质不同,可分为气介式、液介式和固介
式三种;
(a)气介式(b) 液介式(c)固介式
单探头超声波液位计
超声波液位测量优点:
A.与介质不接触,无可动部件,电子元件只以声频振动,
振幅小,仪器寿命长;
B.超声波传播速度比较稳定,光线、介质粘度、湿度、介
电常数、电导率、热导率等对检测几乎无影响,因此适用于有毒、腐蚀性或高粘度等特殊场合的液位测量;
C.不仅可进行连续测量和定点测量,还能方便地提供遥测
或遥控信号;
D.能测量高速运动或有倾斜晃动的液体的液位,如置于汽
车、飞机、轮船中的液位。

几种常见液位计性能比较
超声波液位计具有精度较高,声波传递稳定,适合场合广泛因此
选用超声波液位计测量。

2.液位测量系统设计
2.1液位测量原理
超声波物位计工作原理是由超声波换能器(探头)发出高频脉冲声波遇到被测物位(物料)表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号.声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比.声波传输距离S与声速C和声传输时间T的关系可用公式表示:S=C×T/2。

即:距离 [m] = 时间×声速/2 [m]
设计指标
超声波液位计液体量程:0~2000mm
精度:±2 mm OR 0.1%
供电:24VDC;220VAC
超声波液位计显示:清晰的多行文本图解显示、包络线显示
外壳材质:塑料透明显示盖
超声波液位计典型应用:污水提升泵站、污水处理池、废水、泥浆、
石灰浆、地下油罐、流动性好的固体粉料、颗粒料。

2.2补偿办法
由于超声波的传播速度会受到传播介质温度、密度的影响 所以在实际测量过程中会有较大的误差。

采用实测声速补偿,在发射探头前安装一块挡板,挡板与探头间的距离为固定值,当探头发射超声波时挡板能将一部分超声波反射到探头,探头接收到反射波后,计算发射超声波到接收的时间,则可计算出超声波的实际传播速度。

此种补偿方法超声波传播速度为实测值,随着环境而变化,减小测量误差。

挡板补偿法相对于温度补偿法而言,不仅考虑到了温度造成的误差,也避免了气体密度、压强、湿度和气体中的悬浮颗粒等的影响。

2.3测量系统结构
超声波换能器发出声波遇到被测物位表面被反射折回反射回波被换
能器接收转换成电信号。

声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比。

系统的工作原理:电源电路生成+5V直流电供给单片机使用。

利用传感器进行液位检测,把测得的数据送入数据转换电路,测得的数据就会模拟量变为数字量,然后送入单片机处理,最后由显示电路显示出来,用键盘按键设置液位上限和下限,超过液位或流速的预定值实现自动报警功能,提醒工作人员及时进行处理。

2.4误差分析
此系统采用挡板补偿,因此系统误差由测量距离传播的时间误差引起,当计时达到一定精度时,系统就可以满足设计指标。

指标要求测量精度误差小于2mm,假设已知超声波速度C=344m/s (20℃室温) 忽略
声速的传播误差。

测距误差t<(0.002/344) ≈0.000005814s 即
5.814ms。

在超声波的传播速度是准确的前提下,测量距离的传播时
间差值精度只要在达到微秒级,就能保证测距误差小于2mm的误差。

2.5总结
本实验利用超声波测距原理实现了非接触式液位测量系统的设计,采用的挡板补偿设计避免了温度、气体密度、压强、湿度和气体中的悬浮颗粒等引起的液位测量误差。

具有较好的稳定性、精度高等优点。

在设计过程遇到了不少的困难,大部分问题通过查阅资料得以解决了,小部分问题通过向别人请教也得到了答案。

感到想要设计好一个系统,还需要我们有很广的知识面,在这方面自己还很不足,希望通过日后努力能够得以改进。

参考文献
《自动检测技术与装置》张宏建、黄志尧等
《超声波液位测量系统设计》阳华忠、孙传友
《超声波测距系统中的误差来源及补偿》张卫东、张圣训
《液位自动检测的现状与发展》李丽宏 谢克明
《百度文库》。

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