[發(fā)明專利]一體式超聲波液位計

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410493075.8
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104266721A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石冰鑫;李景云
• 申請（專利權(quán)）人: 中山歐麥克儀器設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一體式超聲波液位計。

背景技術(shù)

液位測量在工業(yè)生產(chǎn)過程中被廣泛應(yīng)用，目前液位測量方法已經(jīng)有多種，比如利用人工檢尺、玻璃管、浮子式、電容法、超聲波、雷達(dá)、光纖等來測量液位。實際應(yīng)用中需對密閉容器內(nèi)的液體液位進(jìn)行精確測量，由于這些液體一般都是易爆、易揮發(fā)、強(qiáng)腐蝕及有毒性液體，給傳統(tǒng)的接觸式液位檢測帶來一定難度，實現(xiàn)無接觸、智能化、高精度、低功耗是液位計的發(fā)展方向，由于超聲波的速度與光速相比要小的多，傳播時間比較容易檢測，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強(qiáng)度好控制，解決了壓力變送器、電容式、浮子式等測量方式帶來的纏繞、泄露、接觸介質(zhì)、維護(hù)昂貴等麻煩，有明顯的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景。

但是目前的超聲波液位計多為分體式結(jié)構(gòu)，主機(jī)設(shè)置為與超聲波探頭一定遠(yuǎn)的距離，并通過線纜進(jìn)行傳輸，其安裝非常的麻煩，不便于快速或臨時測定液位高度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一體式超聲波液位計。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一體式超聲波液位計，包括超聲波探頭、控制裝置及用于安裝超聲波探頭和控制裝置的殼體，所述控制裝置包括微處理器、發(fā)射輸出電路、數(shù)據(jù)存儲電路、接收輸入電路、供電電路及無線發(fā)射模塊，所述發(fā)射輸出電路能夠控制超聲波探頭發(fā)出超聲波信號，所述接收輸入電路接收經(jīng)液面反射而回的超聲波信號并由微處理器進(jìn)行處理得出液面高度，由數(shù)據(jù)存儲電路存儲液面高度數(shù)據(jù)，再由無線發(fā)射模塊將液面高度數(shù)據(jù)發(fā)出。

所述發(fā)射輸出電路包括功率幅值放大電路、脈沖產(chǎn)生電路。

所述接收輸入電路包括放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路。

還包括一校正量具，該校正量具設(shè)置在超聲波探頭下方，且該校正量具與超聲波探頭之間存在一已知的高度差。

所述超聲波探頭為壓電陶瓷一體式超聲波傳感器。

所述控制裝置還包括溫度采集電路，起溫度補(bǔ)償作用。

所述發(fā)射輸出電路設(shè)置有隔離變壓器。

本發(fā)明的有益效果是：一體式超聲波液位計，包括超聲波探頭、控制裝置及用于安裝超聲波探頭和控制裝置的殼體，所述控制裝置包括微處理器、發(fā)射輸出電路、數(shù)據(jù)存儲電路、接收輸入電路、供電電路及無線發(fā)射模塊，所述發(fā)射輸出電路能夠控制超聲波探頭發(fā)出超聲波信號，所述接收輸入電路接收經(jīng)液面反射而回的超聲波信號并由微處理器進(jìn)行處理得出液面高度，由數(shù)據(jù)存儲電路存儲液面高度數(shù)據(jù)，再由無線發(fā)射模塊將液面高度數(shù)據(jù)發(fā)出，再由設(shè)置在控制中心或監(jiān)控中心的無線終端接收數(shù)據(jù)，即可實時的監(jiān)控液面高度，由于采用一體式設(shè)計，安裝非常的方便，無需額外的布線，實用性強(qiáng)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的電路原理示意圖。

具體實施方式

參照圖1，圖1是本發(fā)明一個具體實施例的電路原理示意圖，如圖所示，一體式超聲波液位計，包括超聲波探頭、控制裝置及用于安裝超聲波探頭和控制裝置的殼體，所述控制裝置包括微處理器、發(fā)射輸出電路、數(shù)據(jù)存儲電路、接收輸入電路、供電電路及無線發(fā)射模塊，所述發(fā)射輸出電路包括功率幅值放大電路、脈沖產(chǎn)生電路，所述接收輸入電路包括放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，所述控制裝置還包括起溫度補(bǔ)償作用的溫度采集電路，所述發(fā)射輸出電路還設(shè)置有能夠隔離后續(xù)超聲波的震動隔離變壓器。

優(yōu)選的，所述的微處理器選用STC89C52單片機(jī)，所述的超聲波探頭為防水型壓電陶瓷一體式超聲波傳感器TCF40-18TR1，所述A/D轉(zhuǎn)換電路選用ADS930模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述溫度采集電路選用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，所述數(shù)據(jù)存儲電路采用AT24C04芯片，所述無線發(fā)射模塊和無線接收模塊選用NRF2401芯片。

使用時，將超聲波探頭安裝在液位上方，與液位正對，系統(tǒng)初始化后，由微處理器產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)功率幅值放大后，激勵超聲波探頭產(chǎn)生高頻的超聲波，超聲波經(jīng)媒介傳到液面，超聲能量被反射回超聲波探頭為回波信號，發(fā)射信號和回波信號、一同進(jìn)入信號接收系統(tǒng)中進(jìn)行放大、濾波處理后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入微處理器，微處理器進(jìn)行處理、計算、轉(zhuǎn)換，并考慮?溫度采集電路測量的溫度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償，然后通過無線發(fā)射模塊發(fā)送至設(shè)置在控制中心或監(jiān)控中心的無線終端，即可實時的監(jiān)控液面高度，由于采用一體式設(shè)計，安裝非常的方便，無需額外的布線，實用性強(qiáng)。?