超聲波液位計基于DSP的探討 一

摘要

在工業上，對于液位的測量廣泛應用于石油化工、工業控制、鋼鐵、水文、水力發電等領域。隨著工業化程度的不斷加深，對液位測量的精度要求越來越嚴格。為了設計實現大量程比的超聲波液位計，對液位的測量和控制更加精確，在各種不同的測量液位的方法中選擇了超聲波測量方法，該方法能夠低成本的實現高精確度測量。

本論文旨在研發一寬量程比的超聲波液位計，具體地說也就是要求研發的超聲波液位計具有小盲區和大量程的特點。為了滿足工業應用上的實時性測量與實時性控制的要求，需要研發的超聲波液位計具有快速的響應時間，因而在比較了各種方案的優缺點以后采用DSP處理器的方式。

本文為了實現超聲波液位計的大量程測量，在激發模塊中使用了高頻脈沖變壓器，將超聲波換能器的激發電壓升高到足夠的幅值；本文為了實現超聲波液位計的小盲區測量，對超聲波換能器及其激發電路進行電氣化建模，提出了一種減小超聲波盲區的新方法；本文為了實現超聲波液位計的實時性要求，對采用的數字濾波器和互相關算法進行了減少運算量的處理．

1．1液位計概述

1．文獻綜述一課題研究背景及意義

目前，液位的測量廣泛應用于石油化工、工業控制、鋼鐵、水文、水力發電等領域。隨著工業化程度的不斷加深，對液位測量的精度要求越來越嚴格。例如，化工部門使用的大型儲油罐容量一般在1000一100000m3之間¨。，很小的液位測量誤差都將造成很大的絕對體積誤差。而提高液位測量的精度，不僅對儲油罐的測量有很重要的意義，在其他液位測量系統中，也處于越來越重要的地位。

在超大規模集成電路技術和微處理器芯片技術取得令人驚嘆發展的今天，各種嶄新的模擬和數字電子技術及其開發手段已經迅速滲透到國民經濟的各個領域。在傳統的壓電可逆換能器為核心的超聲波檢測技術中，融合了先進的集成電路技術和計算機技術。這不僅大大提高了傳統超聲啵檢測技術的精度、穩定性和可靠性。

隨著現代信號處理技術的不斷出現，數字信號處理技術日趨成熟以及大批量數據進行運算的時問大大縮短，人們對實時性更高、精密度更高的液位測量裝置的需求正在變成現實。

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 超聲波流量計