超声波液位计的设计

1、 目录 一：研究的目的与意义，研究现状本二：课题的基本任务三：需要的工作条件及系统方框图四：参考文献一：目的及意义，现状分析 (1)目的：本课程设计的目的就是突破各种介质和温度的影响，实现更精确的液位测量。(2)意义：无需采集环境温度，避免了由于测温误差引起的系统误差，还简化了系统结构，降低了生产成本，进一步提高了系统精度。(3)现状分析：目前市场上的超声波液位计品种多样，大多采用温度补偿方法对超声波传播速度进行校正，以提高仪表测量精度。此方法需在系统外加一个温度测量单元，通过测量环境温度，获得实际声速；由此也引进了温度测量误差，从而限制了系统精度的进一步提高。 二：主要任务 1.了解超声波传

2、感器的原理、特性及液位检测现状，并进行文献综述； 2.选用合适的超声波传感器作为一次测量元件，依据参考声速法，确定基于单片机的超声波液位计的设计方案； 3.以单片机为核心部件，设计超声波发射驱动电路、超声波的回波检测电路、信号调理及放大电路、键盘和显示电路等，完成主体硬件电路设计，绘制硬件电路图； 4. 提供软件设计主要思路，画出主要程序流程图，并完成部分主要程序的编程调试。四：工作条件及系统方框图 超声波：20000hz的机械波 测量原理：s=vt/2（v超声波速度，t传播时间） 液位高度：h=sxcos 超声波液位测量示意图： h：液面高度 发射传感器接收传感器液面h 超声波液位计设计总框

3、图单片机系统超声波接收显示部分放大电路驱动电路超声波发射四：进程安排 12年01月09日12年03月30日调研、搜集资料 12年04月02日12年04月06日论证、开题 12年04月09日12年04月20日总体方案与论证 12年04月23日12年05月04日硬件设计 12年05月07日12年05月11日中期检查 12年05月14日12年05月25日软件设计 12年05月28日12年06月01日提交初稿 12年06月04日12年06月08日修改 12年06月11日12年06月15日定稿、打印 12年06月18日12年06月22日答辩五：参考文献 1 刘艳艳等.一种新型超声液位测量方法的研究J.

4、声学与电子工程. 2007年第4期，45-47。 2 雷建龙等.基于LM567的实用型液位计的设计J.自动化仪表.2007年10月，28（10）：4-6。 3郭雨梅等.智能油罐测量系统J. 沈阳工业大学学报.1999年2月，21（2）：1-5。 4郭建忠，林书玉，高伟.超声换能器电感电容匹配电路的改进J.压电与声光.2005，27卷第3期：257-259。 5 3 林书玉.超声换能器的原理及设计M.北京：科学出版社，2004 6 董爱华.检测与转换技术M.北京：中国电力出版社，2007 7张德宁.基于超声波的局部放电检测仪的研制D.河北：河北农业大学，2009 8杜功焕，龚秀芬.声学基础M,南

5、京:南京大学出版社.2001 9 万福君，刘芳.MCS-51单片机原理系统设计与应用M.北京：清华大学出版社.2008 10.Lee, S.; Newnham, R.E.; Smith, N.B. , Short ultrasound exposure times for noninvasive insulin delivery in rats using the lightweight cymbal array, U.N, Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, IEEE Transactions on , 2004,vol.51:176-180 11Beard, P.C.; , Two-dimensional ultrasound receive array using an angle-tuned Fabry-Perot polymer film sensor for transducer field characterization and transmission ultrasound imaging, U.N,Ultrasonics, Ferroelectrics and Freq