超聲波液位計研發的探討  四十一

第五章總結與展望

目前，隨著微電子技術的飛速發展，微處理技術廣泛應用于液位測量領域內，大大提高了測量的精確度、可靠性、安全性，實現了儀表的多功能化，液位檢測技術取得了很大的發展。在傳感器方面，應用和設計中盡量實現不接觸式或不滲透式測量，其中以超聲波式液位計最為典型。本課題在深入研究超聲波工作機理的基礎上，結合當前先進的數字電子技術和一些先進的理念，通過改進硬件電路和軟件，使得所做的超聲波液位計系統的精度、穩定性和重復性有了很大提高。本設計主要工作內容體現在以下幾個方面:

(l) 深入研究了超聲波的物理特性和超聲波測距的基本原理，并通過計算闡述了脈沖反射法的可行

性，設計了系統的總體方案。

(2) 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介紹，最后使用匯編語言編寫了軟件控制程序。本超聲波液位計具有功耗低、體積小、測量方便準確、性能穩定、成本低廉等特點。

(3) 研究分析了影響超聲波測距的基本因素(溫度、濕度、硬件電路及空氣擾動等)，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。

由于時間倉促，個人水平有限，實際試驗表明本文設計的超聲波測距儀還有需要進一步完善和改進

的地方，主要表現在以下幾個方面:

(l) 本課題所選的各種元器件只有一部分具有關斷功能，實現電路的低功耗要求。在后續工作中可以進一步對元器件進行優化和選擇，合理地設計電路，降低系統的功耗，從而使超聲波液位計可以使用電池供電的方法的情況下工作更長的時間。

(2) 為了使超聲波液位計能夠檢測到從較遠處反射回來的超聲波，需要進一步完善修改硬件電路，提高硬件電路的抗干擾能力和對微弱信號的放大倍數，提高超聲波液位計的測量范圍和測量的精度。

（3）由于本系統為了提高精度，對回波信號采用了平均值濾波的方法，所以當被測表面移動速度很小時，基本可以實現跟蹤測量；但是當移動速度過大，誤差就會變大。這是以后需要重點解決的地方。

超聲波液位計