超聲波液位計(jì)的結(jié)構(gòu)原理

超聲波液位計(jì)的原理，大家都知道超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，因此，如果能測(cè)出超聲波在空氣中的傳播時(shí)間，就能算出其傳播的距離。超聲波測(cè)量液位，就是通過(guò)測(cè)定超聲波傳播的時(shí)間間隙來(lái)測(cè)出聲波傳送的距離。具體方法：見(jiàn)圖1。由安裝于被測(cè)容器頂部的超聲波探頭向液面發(fā)射一束超聲波，聲波被液面反射后，由探頭接收?？刂破鳒y(cè)得傳播時(shí)間t，根據(jù)聲速v，即可得出液面至探頭的空間距離L。在已經(jīng)探頭至容器底部距離，即安裝高度H的前提下，可得出容器內(nèi)的液位高度h。計(jì)算公式為：
H=H-L其中L=v?t/2
另外，由于空氣溫度對(duì)聲速有一定的影響，所以還應(yīng)測(cè)出環(huán)境空氣溫度T，以修正聲速。公式為：
v=331.460.61?T（℃）
主要電路：超聲波液位計(jì)由超聲波探頭，發(fā)射控制與接收處理電路，控制器和顯示等部分組成。收發(fā)及換能器探頭由壓電式換能器、收發(fā)器及溫度補(bǔ)償電路組成；收發(fā)器包括發(fā)射控制與接收處理電路，主要由超聲波發(fā)射脈寬控制、回波信號(hào)檢波、比較、微分、整形等信號(hào)處理電路組成；顯示電路采用74LS164和LED組成，完成系統(tǒng)參數(shù)及液位高度的顯示；控制器是以80C552單片微機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)，主要完成按鍵的掃描處理，超聲波的發(fā)射控制，接收回波時(shí)間的計(jì)算，以及液位的換算等。本文重點(diǎn)介紹為了提高測(cè)量精度及減小測(cè)量盲區(qū)對(duì)超聲波回波檢測(cè)所采取的軟硬件措施。當(dāng)超聲波發(fā)射時(shí)，發(fā)射波或接收的回波皆可經(jīng)接收回路將信號(hào)由In端輸入，通過(guò)檢波、放大、比較、微分，在D觸發(fā)器的R端形成尖脈沖。該脈沖信號(hào)經(jīng)D觸發(fā)器整形得到一個(gè)下跳變的窄脈沖，送到80C552的INT端。通過(guò)20C552的中斷系統(tǒng)記錄每次中斷時(shí)刻，根據(jù)相鄰兩次中斷的時(shí)間間隔，也就知道了從發(fā)射至接收到回波這段時(shí)間，即超聲波來(lái)回傳播的時(shí)間，從而可以計(jì)算出傳播