超声波液位计的设计.

Thank you！！！ Respected professors
参考声速法的超声波液位计
班级：电机与电器 姓名：陈志伟 学号：2012230 2012年 12 月 1 日
目录
一：研究的目的与意义，研究现状本 二：课题的基本任务 三：需要的工作条件及系统方框图 四：参考文献
一：目的及意义，现状分 析
(1)目的：本课程设计的目的就是突破各种介质 和温度的影响，实现更精确的液位测量。 (2)意义：无需采集环境温度，避免了由于测温 误差引起的系统误差，还简化了系统结构，降 低了生产成本，进一步提高了系统精度。
• [6] 董爱华.检测与转换技术[M].北京：中国电力出版社， 2007 • [7]张德宁.基于超声波的局部放电检测仪的研制[D].河 北：河北农业大学，2009 • [8]杜功焕，龚秀芬.声学基础[M],南京:南京大学出版 社.2001 • [9] 万福君，刘芳.MCS-51单片机原理系统设计与应 用[M].北京：清华大学出版社.2008 • [10].Lee, S.; Newnham, R.E.; Smith, N.B. , "Short ultrasound exposure times for noninvasive insulin delivery in rats using the lightweight cymbal array," U.N, Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, IEEE Transactions on , 2004,vol.51:176-180
• [11]Beard, P.C.; , "Two-dimensional ultrasound receive
array using an angle-tuned Fabry-Perot polymer film sensor for transducer field characterization and transmission ultrasound imaging," U.N,Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, IEEE Transactions on , 2005,vol.52:1002-1012
(3)现状分析：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。
二：主要任务
• 1.了解超声波传感器的原理、特性及液位检测 现状，并进行文献综述； • 2.选用合适的超声波传感器作为一次测量元件， 依据参考声速法，确定基于单片机的超声波液 位计的设计方案； • 3.以单片机为核心部件，设计超声波发射驱动 电路、超声波的回波检测电路、信号调理及放 大电路、键盘和显示电路等，完成主体硬件电 路设计，绘制硬件电路图； • 4. 提供软件设计主要思路，画出主要程序流程 图，并完成部分主要程序的编程调试。
四：工作条件及系统方框图
• 超声波：》20000hz的机械波 • 测量原理：s=vt/2（v超声波速度，t传 播时间） • 液位高度：h=sxcosθ • 超声波液位测量示意图：
发射传感器
接收传感器
液面
h
h：液面高度
• 超声波液位计设计总框图
超声波发射
驱动电路 单片机 系统 显示部分
超声波接收
放大电路
四：进程安排
• • • • • • • • • • 12年01月09日－12年03月30日调研、搜集资料 12年04月02日－12年04月06日论证、开题 12年04月09日－12年04月20日总体方案与论证 12年04月23日－12年05月04日硬件设计 12年05月07日－12年05月11日中期检查 12年05月14日－12年05月25日软件设计 12年05月28日－12年06月01日提交初稿 12年06月04日－12年06月08日修改 12年06月11日－12年06月15日定稿、打印 12年06月18日－12年刘艳艳等.一种新型超声液位测量方法的研究[J]. 声 学与电子工程. 2007年第4期，45-47。 • [2] 雷建龙等.基于LM567的实用型液位计的设计[J].自 动化仪表.2007年10月，28（10）：4-6。 • [3]郭雨梅等.智能油罐测量系统[J]. 沈阳工业大学学 报.1999年2月，21（2）：1-5。 • [4]郭建忠，林书玉，高伟.超声换能器电感电容匹配电 路的改进[J].压电与声光.2005，27卷第3期：257-259。 • [5] 3 林书玉.超声换能器的原理及设计[M].北京：科学 出版社，2004