超聲波液位計研發的探討  一

摘 要

超聲波測量距離是一種有效的非接觸式測距方法，已經廣泛應用于江河水位、化工和制藥、食品加工、石油、污水處理等各類需要進行液位測量的場合。隨著IC 技術、傳感器技術以及信號處理技術的應用，液位檢測技術取得了飛速發展與進步，各種功能齊全、精度高、量程大的一體化、小型化、智能化的超聲波液位計不斷涌現。但是國內自主研制超聲波液位計的企業較少，且水平都不高，在這種情況下，開發一種高穩定性、高精度、成本低的超聲波液位計就很有必要。

論文首先在查閱和參考大量相關技術資料和論文的前提下，對液位計的發展歷史及趨勢進行了簡單介紹，分析了超聲波時差法測距的可行性，并給出了系統的整體硬件結構框圖。

其次，本文對超聲波液位計的硬件與軟件設計進行了重點介紹。本課題設計的超聲波液位計以C8051F020 單片機為控制核心，重點對超聲波發射電路、回波信號接收電路、觸發電路、顯示及鍵盤電路等硬件的設計進行了詳細的說明；軟件程序的編寫主要使用的是匯編語言，實現了數據采集與計算、數據轉換、數據濾波和系統抗干擾，及控制部分的邏輯判斷等功能。

最后，本論文研究分析了溫度、濕度、硬件電路及空氣擾動等基本因素對超聲波測距影響，并提出了解決這些干擾因素的措施，進行了相應的補償。通過實驗數據的分析與計算，整機的技術指標基本達到了所設計的要求。

超聲波液位計