2008_基于单片机的超声波淤泥界面检测系统的开发

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1、山东轻工业学院硕士学位论文基于单片机的超声波淤泥界面检测系统的开发姓名：田晓娟申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：万金领20080530山东轻T业学院硕十学位论文摘要沉淀池是污水处理工程中的一个重要部分，对于沉淀池淤泥界面的测量目前国内普遍采用插杆目测或使用进口设备进行测量。前者方法简陋，测量误差大，而进口设备价格昂贵。所以面对我国污水处理厂的形势，研制一种成本低廉，便于国产化的淤泥界面测量系统具有非常重要的现实意义。本论文课题针对淤泥界面的检测展开工作，系统地分析了超声测距的基本原理，对超声波测距的误差精度进行了详细分析，提出一种基于AT89C51单片机的超声波淤

2、泥界面检测系统。该系统由单片机，超声波发射电路，超声波接收电路，温度补偿电路，LED显示器等主要部分组成。该系统能够实现了对沉淀池内淤泥界面进行自动测量，并显示出来当前的界面位置，由于系统采用了温度补偿电路，提高了系统的测量精度。本课题的研究成功将有利于提高我国目前污水处理的自动化水平，提高劳动生产率、节能、降耗和降低污水处理厂建设及污水处理的单位运行成本费用。本论文内容即根据上述内容展开讨论：第一章介绍本课题的项目背景、目的和意义及本课题使用的相关检测技术的发展现状。第二章详细地分析了超声波检测技术的方法和原理。第三章给出了超声波进行界面检测的工作原理，并进行了误差分析，提

3、出了时间误差和温度误差的补偿方法，设计了超声波淤泥界面检测系统的总体方案。第四章详细论述了系统的硬件组成电路，并进行了各功能模块的设计。第五章从软件体系结构的角度，对系统软件的总体设计和各个功能模块的设计作了详细介绍。．关键词：超声波；淤泥界面；单片机；界面检测；超声测距ABSTRACTSedimentationtanksareoneofthemostimportantpartsofsewagetreatmentworks．Workersgenerallyusesticksorimportedinstrumentstomeasuresludgeinterfaceofthese

4、dimentationtankinourcountry．Theformerisnotonlyasimpleandcrudemethodbutalsonotaccuratewhileusingimposedinstrumentsareveryexpensive，SOithasaveryimportantpracticalsignificancetodevelopalow-cost，homemadesludgeinterfacesystem．Thispaperstudiesthedetectionofsludgeinterfaceinthesewagetreatmentfacto

5、ry．Itanalyzesthebasicprinciplesoftheultrasonicdistancemeasurementbythenumbersandgivesadetailedanalysisonerrorandprecisionofultrasonicranging．ItpresentsaultrasonicsludgeinterfacedetectionsystembasedontheAT89C51single—chipmicrocomputer．Thesystemconsistsofsingle—chipmicrocomputer,ultrasonictra

6、nsmittercircuit，ultrasonicreceivercircuit，temperaturecompensationcircuit，LEDdisplay,andothermajorcomponents．ThesystemCanrealizeautomaticmeasurementofthesludgeinterfaceinthesedimentationtank，andshowthecurrentlocmionoftheinterface．Becausethesystemusesatemperaturecompensationcircuit，itimproves

7、themeasuringaccuracy．ThesuccessfulresearchoftheissuewillbeconductivetoimprovingChina’Scurrentlevelofautomationinsewagetreatment，improveproductivity,conserveenergyandreducetheunitcostofthesewagetreatmentplantconstructionandtheoperationofsewagetreatment．Th