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[检测与传感技术] 超声波水塔液位检测系统

  • 简介:如图1所示为本系统的方案图,在离水塔底部高H处,安装设计好的超声波液位计。液位计向水面垂直发出超声波,当超声波遇到水面经液面向上反射到液位计,液位计接收到反射回的超声波时,由单片机CPU算出超声波往返一次所用的时间,即可算出液位计到水面的距离...
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目录 目 录
1.方案论证
2.系统原理
3.硬件原理与电路图
4. 主要器件功能说明
5.软件设计、流程图、源程序
6. 必得体会
7.参考资料 参考资料 参考资料
1.何希才编 传感器技术及应用 北京航空航天大学出版社2005年
2.赵家贵编 传感器电路设计手册 中国计量出版社 2002年
3.王俊杰编 检测技术与仪表 武汉理工大学出版社 2002年
4.孙涵芳编 单片机原理及应用(修订版) 北京航空航天大学出版社 1996年
5.马忠梅编 单片的C语言应用程序设计(第三版) 北京航空航天大学出版社 2003年
6.中国工控网 http://www.gongkong.com/
7.21ic电子网 http://www.21ic.com/
8.中源单片机 http://www.zymcu.com/
如图1所示为本系统的方案图,在离水塔底部高H处,安装设计好的超声波液位计。液位计向水面垂直发出超声波,当超声波遇到水面经液面向上反射到液位计,液位计接收到反射回的超声波时,由单片机CPU算出超声波往返一次所用的时间,即可算出液位计到水面的距离L,液位高度h可由公式
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利用40KHz的超声波发生器,实现40KHz的振荡是很容易的,并且方法有多种,取液位计与水面的距离为适当的高度,可令超声波发出去后能有效地返回,让接收器收到信号,送到微处理器,经微处理器处理所得的数据,即可算出水位高度。超声波在空气中一般可以实现有效传播,只要外部的环境不是特别的恶劣,所受的干扰并不是很大,测量结果不会有太大的误差。
超声波测量可实现非接触式测量,不受被测介质影响,有精度高、功能强等优点,所以利用超声波测水位是可行的。
2.系统原理
2.1 超声波
在本文中利用的是超声波测距的原理,所以在说明系统原理之前,有必要先简单地说明一下关于超声波的概念。通常在20Hz~20KHz范围内的机械波,人耳是可以听见的。但超出20KHz就为人耳不能听见了,这就是通常所说的超声波。超声波有很多特点:首先是超声波具有很好的指向性——频率越高,指向性越强。但传播的距离会变短。其次是束射特性,由于超声波的波长短,超声波射线可以和光线一样,能够反射、折射,甚至聚焦。最后是超声波很安静,人耳听不见,一般不会对人体造成伤害。正因为超声波有如上的特点,所以其在实践中应用越来越广泛。例如超声波焊接、超声波钻孔、超声波清洗、超声波切消、超声波测距等等。
2.2 超声波测距原理
在实践应用中超声波都是用来测距离,它主要是应用了声音在同介质中恒温下是恒速传播的原理。
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