超聲波液位計研發的探討  十一

通過查閱相關文獻資料以及對樣機技術指標的分析，總結歸納超聲波液位計在設計中可能會遇到的主要技術難點有以下三方面：

1、在硬件電路設計過程中，由于超聲波信號的幅值是隨著距離的增加呈指數規律衰減的。因此，隨著液位的變化，接收電壓信號幅度會在幾mV 變化到幾V 之間波動，其幅值變化達上百倍。這種變化或者會導致單片機最終得不到接收信號，或者得到已經飽和的接收信號，因此接收電路必須進行自動增益控制。

2、在被測液位最低時，接收信號最小，且與噪聲信號的大小具有相同數量級較大的電壓增益值會導致噪聲信號也很大，不利于后續電路對信號的處理，這樣就要求接收模擬電路能夠抑制噪聲信號的幅度，盡量選用高階的帶通濾波電路，從而實現對噪聲的有效衰減。

3、超聲波在不同介質中聲速差異很大，即使同一介質，其聲速也隨溫度、壓力、粘度、濕度或成分的變化而變化。其中溫度的影響最大。對于氣體和液體來說，差別更加明顯。嚴格來說，超聲波頻率改變，聲速也會變化。因此，在實際測量中，不能簡單地把聲速看成常數。只有在測量條件比較理想，傳播介質的成分、溫度、壓強等因素都沒有很大變化，同時液位的測量精度要求又不高的情況下，可以把聲速作為常數。事實上，在空氣中，20℃常溫下超聲波的傳播速度約為344m/s�？諝鉁囟让可�高1℃，聲速變化約為0.6m/s。在精確測量中這種因環境的影響而產生的偏差是不容忽視的。因此要想實現高精度測量，必須消除外界環境的影響所造成的誤差。

超聲波液位計