一种基于超声测距技术的超声液位仪设计.pdf

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1、2014年第33卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)91DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)09-0091-03一种基于超声测距技术的超声液位仪设计刘赞，王波，刘智超(1．长春理工大学光电信息学院，吉林长春130000；2．长春禹衡光学有限公司，吉林长春130000)摘要：为了在工业生产中可以快速、精确地对密闭容器中的液体进行液位检测，设计了一种基于超声测距技术的超声液位仪，针对密闭条件下的液体液位进行精确检测。系统采用数字信号处理(DSP)控制电路，搭建了低噪声、大动态范围的检测电路，完

2、成了适用密闭容器中液体液位的超声传感器选型。实验用超声探头频率为3．0MHz，密闭容器的壁厚为4mnl，液位每变化10cm测量一次，用100cm范围内检测数据与标准液位变化值作对比。实验结果显示：同一液位上多次检测求平均值得到的检测数据与标准值的相对误差小于0．5％，所以，本系统满足在0．2—1m范围内，密闭容器中液位测量精度高于1mm的设计要求。关键词：液位检测；密闭容器；超声传感器；液位仪中图分类号：TH816文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)09-0091-03Designofanultrasonicliquidlevelmeterbasedonu

3、ltrasonicrangingtechnologyLIUYun，WANGBe，LIUZhichao(1．ConegeofOpticalandElectronicalInformation，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130000．China；．ChangchunYuhengOpticsCompany，Changchun130000，China)Abstract：Inordertoquicklyandaccuratelydetectliquidlevelinsealedcontainerinindus

4、trialproduction，designanultrasonicliquidlevelmeterbasedonuhrasonicrangingtechnology，toaccuratelydetectliquidlevelinai~ightconditions．Thesystemadoptsdigitalsignalprocessing(DSP)controlcircuit，buildlow—noise，detectingcircuitofwidedynamicrange，andcompleteultrasonicliquidlevelsensorselectionfo

5、rsealedcontainer．Experimentusesultrasonicprobefrequencyis3．0MHz，andwallthicknessofsealedcontaineris4mm．Changesinlevelaremeast~redonceevery10cm，testdataat100cmrangeandstandardlevelchangevaluesforcomparison．Experimentalresultsshowthatrelativeerrorofdetectingdataobtainedbyaveragingthevalueofm

6、ultipletestsonthesameliquidlevelwithstandardvalueislessthan0．5％，SO，thesystemmeetsdesignrequirementsofliquidlevelmeasurementprecisionishigherthanlmmatrangeof0．2—1minsealedcontainer．Keywords：liquidleveldetection；sealedcontainer；ultrasonicsensor；liquidlevelmeter0引言蚀性液体；雷达液位仪精度高、可用于密闭容器检测，但系在石

7、油、化工等领域常常需要对密闭容器(例如油罐统结构复杂，价格昂贵；相比之下，超声液位仪成本低、易于等)中的液体液位进行测量，而国内外传统的液位测量手实现，设计开发针对密闭容器的超声检测系统具有很强的段大部分是机械式检测J。对于液体液位的检测而言有实用意义。很多种检测手段．如，人工检尺、浮子液位仪、磁致伸缩液位国外在液位检测方面技术已经非常成熟了，不但品种仪雷达液位仪、激光液位仪、光纤液位仪以及超声液位仪多而且性能优越。具有国际领先地位的该类传感系统有：等。人工检测、磁致伸缩液位仪、光纤液位仪都需要接触测如美国Karo