超聲波液位計基于DSP的探討 五

上述分類的前三種均是采用模擬信號處理，其優點是具有非常優越的實時性，但是由于信號處理技術的落后，對于遠距離的超聲波測距，無法從中信噪比低的信號中得到準確的回波信息，精度無法保證，限制了超聲波液位計的適用范圍。第四種液位計采用的是數字信號處理，首先要經過AD轉換器將模擬信號轉變成數字信號，這降低了測距的實時性，優點是能夠對信噪比低的信號進行有效的處理。此外，隨著高性能DSP的涌現，數字信號處理的超聲波液位計的實時性已經能夠得到保證。

目前，從市場調研的狀況來看國產超聲波液位計和國外產品相比還存在較大差距。主要體現在液位計的盲區距離和測距精度上。國產超聲波液位計的盲區大致在0．3～O．6m，精度為0．25～0．5％；國外超聲波液位計盲區普遍為0．25m，精度O．15％左右．

1．2課題研究意義以及現狀

1．2．1課題研究意義及國內現狀

本課題結合目前市場上出現的各類液位測量儀器的優缺點，考慮到國產超聲波液位測量設備的盲區與量程比不夠大，無法實現小盲區與大量程的統一，影響了工業液位測量實際應用的缺點，在封閉式容器的安裝過程中會產生很大的麻煩。目標是實現在不減少精度以及量程的前提下，設計一款性能卓越的超聲波液位計。

1．2．2課題研究內容

本課題的研究方向是設計一種高性能的超聲波液位計，可以實現0．2m～13m的液位測量。具體實現上采用單換能器自發射接收模式，通過控制器發出一串電脈沖，經過電壓和功率放大電路放大后將很高的能量加在超聲波換能器兩端，超聲波換能器發出的超聲波接觸到液面反射回來，被同一個換能器接收，產生電信號，該電壓信號經過增益可控的放大器放大以后再經過整流電路，將整個信號變為正值。將該信號經過AD轉換以后進入DSP，在DSP內部進行數字濾波和互相關運算，得到距離信息。

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 超聲波流量計