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本文主要是針對(duì)封閉式液體的液位的測(cè)量，在考慮各種液位測(cè)量方式后，決定要超聲波作為主要手段，采用脈沖回波測(cè)量法。綜合運(yùn)用傳感器的基本原理繪出裝配草圖，選擇合適的傳感器，設(shè)計(jì)控制電路。繪出硬件電路圖 ，對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確認(rèn)元器件的工作電流、電壓、頻率和功耗等參數(shù)能滿足電路指標(biāo)的要求，完成對(duì)液位的測(cè)量。
超聲波液位測(cè)量是一種非接觸式的測(cè)量方式,它是利用超聲波在同種介質(zhì)中傳播速度相對(duì)恒定以及碰到障礙物能反射的原理研制而成的，與其它方法相比(如電磁的或光學(xué)的方法),它不受光線、被測(cè)對(duì)象顏色的影響，對(duì)于被測(cè)物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。因此，研究超聲波在高精度測(cè)距系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本設(shè)計(jì)列舉了光纖測(cè)液位，差壓法測(cè)液位和超聲波測(cè)液位，通過(guò)方案的比較，決定采用超聲波測(cè)液位法。分析設(shè)計(jì)出超聲波測(cè)液位的電路圖，在發(fā)射裝置中，超聲波發(fā)射單元包括振蕩電路和驅(qū)動(dòng)電路，振蕩電路是由2塊555集成電路組成，IC1（555）組成超聲波脈沖信號(hào)發(fā)生器。超聲波接受單元包括：模擬放大、濾波電路、電平轉(zhuǎn)換電路。后通過(guò)實(shí)物的調(diào)試，參數(shù)計(jì)算，功能符合設(shè)計(jì)要求，能達(dá)到預(yù)期的目的。
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采用反射式的方式，超聲波傳感器發(fā)射超聲波，遇到液面后超聲波被反射回來(lái)，超聲波接收探頭接收超聲波。其間通過(guò)單片機(jī)的控制，I/O口輸出控制信號(hào)從振蕩器輸入到驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射電路，超聲波發(fā)生電路產(chǎn)生40KHz的調(diào)制脈沖，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為超聲波信號(hào)向前方空間發(fā)射。經(jīng)過(guò)液面反射后超聲波接收探頭將接收到的超聲波送到單片機(jī)進(jìn)行處理。通過(guò)盲區(qū)的消除以及環(huán)境溫度的采樣，提高了測(cè)距的精確度。利用超聲波傳輸中距離與時(shí)間的關(guān)系，采用單片機(jī)進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理，設(shè)計(jì)出了能精確測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的超聲波液位檢測(cè)系統(tǒng)。利用所設(shè)計(jì)出的超聲波液位檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)液面進(jìn)行了測(cè)試，采集當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度獲得精確的速度，計(jì)算出液面距離。此系統(tǒng)具有易控制、工作可靠、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)時(shí)檢測(cè)液位。
2、課題研究的背景及意義
目前，液位測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在工業(yè)部門和日常檢測(cè)部門中。例如：液位測(cè)量技術(shù)在石油、化工、氣象等部門的應(yīng)用。在測(cè)量條件和環(huán)境來(lái)說(shuō)，有的測(cè)量系統(tǒng)被運(yùn)用在十分復(fù)雜的條件與環(huán)境中。例如:有的是高溫高壓，有的是低溫或真空，有的需要防腐蝕、防輻射，有的從安裝上提出苛刻的限制，有的從維護(hù)上提出嚴(yán)格的要求等。這些都大大的提高了對(duì)測(cè)量技術(shù)的要求。所以能實(shí)現(xiàn)測(cè)量的無(wú)接觸與智能化是液位測(cè)量計(jì)現(xiàn)在的主要發(fā)展方向。近年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)、微電子、傳感器等*的應(yīng)用和研究，液位儀表的研制得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，以適應(yīng)越來(lái)越高的應(yīng)用要求。
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讀好的文字就是一片詩(shī)意的牧場(chǎng)，使人心曠神怡，視野開(kāi)闊，充滿想象的空間。這里我撇開(kāi)詩(shī)集文字，就拿散文、隨筆說(shuō)開(kāi)去也同樣能令人心向往之而產(chǎn)生無(wú)限之思。
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