超聲波液位計的結(jié)構(gòu)原理

超聲波液位計的原理，大家都知道超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，因此，如果能測出超聲波在空氣中的傳播時間，就能算出其傳播的距離。超聲波測量液位，就是通過測定超聲波傳播的時間間隙來測出聲波傳送的距離。具體方法：見圖1。由安裝于被測容器頂部的超聲波探頭向液面發(fā)射一束超聲波，聲波被液面反射后，由探頭接收。控制器測得傳播時間t，根據(jù)聲速v，即可得出液面至探頭的空間距離L。在已經(jīng)探頭至容器底部距離，即安裝高度H的前提下，可得出容器內(nèi)的液位高度h。計算公式為：
H=H-L其中L=v?t/2
另外，由于空氣溫度對聲速有一定的影響，所以還應(yīng)測出環(huán)境空氣溫度T，以修正聲速。公式為：
v=331.460.61?T（℃）
主要電路：超聲波液位計由超聲波探頭，發(fā)射控制與接收處理電路，控制器和顯示等部分組成。收發(fā)及換能器探頭由壓電式換能器、收發(fā)器及溫度補償電路組成；收發(fā)器包括發(fā)射控制與接收處理電路，主要由超聲波發(fā)射脈寬控制、回波信號檢波、比較、微分、整形等信號處理電路組成；顯示電路采用74LS164和LED組成，完成系統(tǒng)參數(shù)及液位高度的顯示；控制器是以80C552單片微機組成的應(yīng)用系統(tǒng)，主要完成按鍵的掃描處理，超聲波的發(fā)射控制，接收回波時間的計算，以及液位的換算等。本文重點介紹為了提高測量精度及減小測量盲區(qū)對超聲波回波檢測所采取的軟硬件措施。當(dāng)超聲波發(fā)射時，發(fā)射波或接收的回波皆可經(jīng)接收回路將信號由In端輸入，通過檢波、放大、比較、微分，在D觸發(fā)器的R端形成尖脈沖。該脈沖信號經(jīng)D觸發(fā)器整形得到一個下跳變的窄脈沖，送到80C552的INT端。通過20C552的中斷系統(tǒng)記錄每次中斷時刻，根據(jù)相鄰兩次中斷的時間間隔，也就知道了從發(fā)射至接收到回波這段時間，即超聲波來回傳播的時間，從而可以計算出傳播