超声波水位测量系统

超声波水位测量系统

郭　清　王兴泽

摘　要　超声波水位测量系统由传感器和变送器构成。传感器向物体表面发射超声波,接受反射波,并作为定向传送器将电信号传送到变送器,由变送器完成智能化回波分析,完成非接触连续地水位测量。测量范围:液体30m。工作温度:-20～80℃。水位测量精度:1mm。

关键词　超声波　水位　测量系统　工作原理

传统的水位测量方法是在测验断面设立水尺,人工定时观测水位。这种测验方法不适应自动化迅速发展的需要。而先进的超声波测量系统克服了上述缺点,完整的探头系列可完成非接触连续地测量水位。该系统测量部分由FDU(传感器)系列及与之配套使用的FM U(变送器)系列组成,其可用于淡水和废水处理的测量。FM U可安装于现场及控制室,单通道或双通道,带3个或5个继电器及累加器,可配串行接口,用于远离现场操作。模拟输入信号是标准的4～20mA电流。所有标定值清楚地排列在一个矩阵表中,具有线性化,累计的多种功能,采用模糊逻辑元件识别信号模式,可选择应用参数。从而缩短投运时间,保证长时间准确的超声波测量。采集到的数据由无线电通信系统传送到用户计算机终端上,用户只需安装一套接收装置,随时可以得到实时水位数据,用户可编制应用软件将数据整理、存储。

1　测量系统工作原理及功能

该系统由变送器(FM U系列)配1个或2个传感器(FDU系列)构成,对于特殊应用变送器还可以接其它仪表,如外接温度传感器、外接限位开关等。111　传感器的工作原理及功能

传感器内的放射源电动激励向物体表面发射超声波,物体反射部分回波。这种反射波被同一传感器探测,同时做为一个定向的传送器,转换成电信号,脉冲传送接收时间(波的运动时间)与距离(探头与物体表面的距离)成正比。这段距离通过声速C和运动时间t被表示为:

D=C t 2

由于探头的振铃时间关系,在探头下有一段小的区域,反射波不能被探测,这个区域叫盲区。盲区决定探头膜片与仓储内的最高物位的最小距离。这个距离与所用探头型号有关。被接收到的反馈信号转换成电信号输人到FM U转换器,FM U把接收到的信号处理,就可以将测量的距离转还成物体的实际物位,图1为各种距离示意图。

在测量河道时F、E值需根据历史资料确定最高点和最低点。标准的探头带5m长固定电缆(如果需要,可带长30m截面积0175mm2)它可被直接联接FM U组件,联接端子适合截面达215mm2的电缆,也可通过端子盒中转到FM U上,端子盒附加的电缆最长可为300m,每芯最大为68,60nF电线一定要用两芯屏蔽电缆

。

B—盲区;D—探头到物体表面的距离;L—物位;F—最高物位(100%,满仓);E—测量零点(0%,空仓)

图1　各种距离示意图

超声波对于每种应用提供单独程序。在敞口和封闭的罐和仓储中的液体和固体的物偿位测量,位差测量为毫米级精度。被测介质可以是腐蚀性的液体如碱或酸,或是粉状和块状固体物料等。超声波探头可在不同工况下可靠地测量。

112　变送器工作原理及功能

从探头发射的一个超声脉冲被物料或液体的表

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1999年第2期(总175期) 东北水利水电

面反射回来,而又被探头作为回波信号接收,根据超声信号的运行时间计算出物料的高度或液位(回波物位的探测)。变送器是应用包括模糊逻辑单元的统计理论来进行智能化回波分析。无需其它特殊步骤,因为此方法能使真实的物位回波同信号零星的反射、来自于下料等的干扰回波和噪音、多重反射区别开来,甚至在几乎不适宜的测量点上,通过特殊的固定目标的抑制或过滤因素,连续地非接触的超声测量的仍可成功地应用。FM U继电器可由下列设备输入信号,不同型号的FDU传感器、外接限位开关,外接无源限位开关(断路器)或PN P开关,例如液位开关或固体料位开关(24V,最大短路电流20mA),外接温度传感器,用于明渠测量时对声速进行温度补偿,特别是传感器被加热时。

FM U由4～20mA进行模拟输出,最大负载电阻6008,带串行接口插入式模块时输出电流不超过24mA。FM U还可以输出其它信号:

(1)硬件累加器,不可复位,6位计数。

(2)继电器:①3个或5个继电器,每个继电器带1个无电势转换触点;②最大负荷时为4A,250V;当co sΗ=017时,为35VDC,100W;③功能可调,每个继电器的功能,开启点和关闭点任意设定;④可指示故障;⑤限位开关,可延时动作,也可用于泵的交替控制;⑥计数脉冲发生器,用于累计流量,控制外接仪表或取样器,最大计数频率为1H z;⑦定时脉冲发生器,用于取样器定时控制或格栅清洗;⑧趋势控制。

(3)显示:①显示(L CD)4位半显示测量值,可选加背光照明;②带10段模拟指示,以及电流过小 过大、故障、通讯指示等符号;③L ED:每个继电器有1个黄色L ED,用于故障或继电器开关状态指示。L ED亮表示继电器闭合。工作正常时报警继电器故障指示L ED亮。一个绿色L ED也亮,报警时闪动;④软件累加器,不同型号的FM U配置不同,有标准配置,也有用户自已选配。

(4)同步连接:多部传感器电缆长距离并排布线时,变送器最多可10台并联。

(5)快速故障诊断:出现故障代码和进行故障诊断时可配合使用故障排除表。

测量精度及变量的影响:

①测量误差,料位平滑时,最大量程典型值为012%,该值为线性度,滞后和重复误差之和;②最大分辨率,最大量程的011%或1mm(以大者为准);③电磁场影响,10V m时,对于最大量程为1%;④负载的影响,在允许范围内可忽略不计。

其所有功能,包括模拟输出和继电器开关点均可利用操作矩阵进行设定。

2　技术数据

(1)FDU传感器。测量范围,液体30m;测量范围,固体15m;盲区,110m;23℃工作频率,30kH z;重量,311kg;工作温度,-20℃～80℃;最大工作压力P绝,15bar。

(2)FM U变送器的技术数据。信号输入:传感器,信号输入切换至每秒一个周期;单独的切换输入外部无源限位检测器,最大短路电流20mA,电压24V。

模拟输出,输出电流极限24mA;

显示器:显示器(L CD),测量值的412位显示,发光可选择;L ED,每个继电器有一个黄色发光二级管以显示继电器的故障或开关状态,一个发光的L ED显示继电器通电,报警继电器L ED在正常操作时亮,一个绿色L ED在正常操作时也亮,但在出现报警时闪烁;累加器:共6位,不能清零。

继电器,3或5个独立的继电器,每个均带有1个无势的切换触点。

极限值:4A,250V;当co sΗ=017时:35VDC 和100W。

同步联接,其它传感器电缆在长距离内敷设在一起可平行联接10台。

变量的精度和效应。测量误差,最大量和光滑面为012%;负荷效应,在允许范围内很小。

3　测量系统的应用

在浑河干流沈阳水位站安装了一套水位测量系统,经过1年的试运行,测量状况良好。传感器安装在桥底,由一支架固定在桥上,变送器安装在站房内,观测到的数据由通讯系统传送到防讯调度中心大楼。

水位测验精度为1mm,满足测验规范要求,变送器和主控箱安装在室内。为了使FM U与超声波传感一起工作,获得被测量的显示值要进行基本设定和基本标定。

基本设定主要包括:①FM U总复位,首次投运时或更换传感器或变送器之后(只在初次投运时);②设定长度单位;③设定工作模式;④输入传感器型号;

⑤有关外接测量装置的输入(外接限位开关,外接温度传感器)。(下转第14页)

序,如对称法、分段逆向焊法、跳焊法等。②在保证焊缝质量的前提下,采用适量的电流,快速施焊,以减小热影响和温度差,减小焊接变形和焊接应力。焊接立体构件时应使焊缝的收缩力矩互相抵消,或由多焊工同时对称施焊,以达到减少焊接变形和焊接应力的目的。③减少焊接应力的措施,还可采用预热、锤击和整体回火等方法。

在低温条件下焊接16M n、16M nq钢时,由于合金元素含量比低碳钢多,其冷却速度快造成淬硬倾向和出现裂缝倾向更大。因此应用预热措施,温度以100～150℃为宜。预热区应在焊缝所在的两侧各80～100mm范围内。应尽量减少焊缝中末焊透、咬边、夹渣、弧坑、裂纹等缺陷,这将导致在低应力下发生脆性破坏。另外焊件的矫正和组装应尽量避免在低温下进行。

焊缝质量的级别应根据结构受力情况由设计者确定。各级焊缝的检验项目、检验数量和检验方法见《水工金属结构制造、安装及验收规范》中的相关条款要求。

3　钢结构安装过程中的质量控制

在钢结构安装前应对构件进行全面检查,如构件的数量、长度、垂直度、安装接头处螺栓孔间的尺寸等是否符合设计要求;工地对接件是否打有标记;对制造中遗留下的缺陷及运输中产生的变形,应在地面预先矫正,妥善解决。在结构吊装时,应采取适当措施,防止产生过大的弯扭变形,同时应将绳扣与构件的接触部位加垫块垫好,以防磕伤。在结构吊装就位后,应及时系牢支撑及其它连系构件,以保证结构的稳定性。且所有上部结构的吊装,必须在下部结构就位,校正并系牢支撑构件以后才能进行。应根据工地安装机械的起重能力,在地面上组装成较大的安装单元,以减少高空作业的工作量。

钢结构安装的允许偏差应按《水工金属结构制造、安装及验收规范》中的相关条款要求执行。

4　水工钢结构防腐过程中的质量控制

钢结构防腐首先是解决好除锈,水利行业目前要求达到的标准为Sa215级,可用人工、酸洗、喷砂等工艺实施。无论什么方法,其目的就是增加漆膜与构件表面的粘结力,钢结构的表面封闭涂料分为底漆和面漆。其品种繁多、性能和用途各异,应根据结构所处的环境,如温度、湿度、侵蚀性介质的种类和浓度,选用涂料的品种。对于酸性介质,可用耐酸性能较好的酚醛树脂漆,而对碱性介质,则采用耐碱性能较好的环氧树脂漆。另外应注意涂料的正确配套,使底漆和面漆之间有良好的粘接力。考虑施工条件的可能性,宜涂宜喷。一般选用干燥快、便于喷涂的冷固型涂料。

作者简介

张乐诗　男　辽宁省水利水电勘测设计研究院　金属结构室主任　高级工程师　辽宁省沈阳市　110006

张祖良　男　辽宁省水利工程局水工机械厂　高级工程师　辽宁省开原市　112300

冷少奇　男　辽宁省水利工程局水工机械厂　工程师　辽宁省开原市　112300

(收稿日期:1998208220)

(上接第38页)

基本标定:

基本标定为空标 满标。

空标为传感器膜片到0%水面的距离,即最低水位。满标为0%到100%水面的距离,即最高水位。

进行完基本标定之后可以进行测量。变送器显示部分为矩阵模式V-纵向,H-横向,V H的组合可得到不同值。

V0H9—显示水位;V0H8—传感器到水面之间的距离;V7H1—传感器周围的温度;V9H0—可显示错码。

该测量系统可连续不间断测量,易于操作,测量的水位,通过通信系统传到省防汛大楼中心控制室的计算机中。4　结　语

超声波测量系统经野外使用表明设备性能可靠,尤其在北方年际温度变化大的地区,受温度干扰小,设备能正常运行。计时计数准确,各项误差均远小于规范规定限差,可自动采集传输数据,克服传统观测水位方法诸多弊端。实践证明该系统具有广泛使用和推广价值。

作者简介

郭　清　女　辽宁省水文总站　工程师　辽宁省沈阳市　110003

王兴泽　男　辽宁省水文总站　工程师　辽宁省沈阳市　110003

(收稿日期:1998209207)

W ater level m easure system by ultrason ic wave

Guo Q ing W ang X ing z e

Abstract T he w ater level m easure system by P ro sonic consists m ainly of senso rs and a trans m itter .T he senso r sends out an ul 2trasonic w ave tow ards surface of object and takes over the backw ard w ave .T hen it directi onally sends the backw ard w ave into the trans m itter as an electrical signal

.F inally ,the trans m itter executes a intelligent analysis .It is a non -contact and continual m eans fo r gauge observati on .M easuring range and accuracy :30m and 1mm fo r fluid .W o rk ing temperature :-20℃

～80℃.Key words ultrasonic w ave w ater level m easure system w o rk ing p rinci p le

Concrete con struction and surface treat m en t

of vertical wall for d ischarge tunnel

Y u J ing chen F eng Y ug u i

Abstract T he transversal secti on of a free -flow discharge tunnel is of a vertical side w all w ith circular arch crow n secti on .A tro lley w as used in concreting fo r the vertical w all

.T he sheet steel fo r m on the tro lley w as braced by som e exteri o r set bo lts .T he autom atic agitating lo rry (type AN 3500)m ade in Yugo slavia and a concrete pump (type N P -74BT S )w as used .Fo r avo id 2ing to com e into being a blister in the surface course of the side w all ,a series of p reventive m easures included to reduce slump and to increase vibrating w as adop ted .A s w ell as the o ther surface defects w ere treated w ith an ep iko te m aterial .key words discharge tunnel concrete constructi on vertical side w all surface treatm ent

Cho ice of dam type for N ierj i hydraulic com plex

Z hao Y ing hua W ang J iaw ei W ang F an et a l .

Abstract T he retaining dam in the N ierji hydraulic comp lex consists of a m aj o r dam situated in N enjiang river valley as w ell as tw o auxiliary dam s located at the bench of left and righ t bank respectively .A cco rding to the topograph ical and geo logical condi 2ti on at the area of dam site ,and to the local damm ing m aterial ,the earth -rock dam w as m ade of cho ice as the basic type of dam .Based on the constructi on conditi on and peri od ,j ob schedule and cap ital co st ,finally ,the earth -rock dam w ith asphaltic concrete co re w all and the rock -fill dam w ith clay co re w as decided respectively fo r the m aj o r dam and fo r the auxiliary dam s .key words N ierji hydraulic comp lex earth -rock dam rock -fill dam asphaltic concrete co re w all clay co re w aal

D esign of shotcrete and anchor support

for side slope of deep foundation p it

Chen J ing u i

Abstract U sing the ancho r and sho tcrete to suppo rt the side slope of deep foundati on p it ,there are m any virtues such as fabri 2cati on co st cheap ly ,constructi on equi pm ent si m p ly ,site operati on peri od sho rtly ,contro lling p rocess easily .It is app licable to the sandy and gravelly so il slope .T he design of ancho r and sho tcrete suppo rt fo r side slope is based on the Coulom b ′s failure p lane .T he m aj o r j ob is to calculate the earth p ressure bo re by the ancho r ,to arrange the ancho r spacing ,and to deter m ine the ancho r diam eter and buried dep th after considering the load of constructi on and som e o thers .T hen ,it is to check analysis the co 2efficient of safety fo r the integral earth m ass on the gliding surface of the slope .

Key words side slope of deep foundati on p it ancho r and sho tcrete to suppo rt design constructi on p rocess

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超声波液位计的设计

基于参考声速法超声波 液位的测量 专业：电机与电器班级：06班姓名：陈志伟学号：2012230 基于参考声速法超声波液位的测量

摘要 目前市场上的超声波液位计品种多样，大多采用温度补偿方法对超声波传播速度进行校正，以提高仪表测量精度。此方法需在系统外加一个温度测量单元，通过测量环境温度，获得实际声速；由此也引进了温度测量误差，从而限制了系统精度的进一步提高。 本文是利用参考声速法实现声速校正的超声液位测量系统。设计中采用气介式测量方式，将一个反射性能良好的挡板固定在超声波探头和液面之间，通过测量挡板回波的时间，实现精确的声速校正，从而大大提高液位测量精度。此系统不但继承了传统超声波液位计的优点，而且无需采集环境温度，避免了由于测温误差引起的系统误差。 文中以超声波原理为理论依据, 以超声波传感器为接口部件, 利用超声波在空气中传播的时间差来测量距离, 从而设计了一套超声波测距系统。这种新型声速校正方法相对于传统补偿方法，性能更加优越，是今后超声波液位测量的发展方向，具有广阔的发展前景。 关键词：超声波液位计，探头，声速校正，挡板 第一章绪论

1.1液位测量的意义 近年来，随着电子技术的迅速发展，液位测量仪表中的测量技术经历了有机械向机电一体化再到自动化的发展过程。结合这两大技术，尤其是将微处理器引进液位测量系统，使得液位计的精度越来越来高，越来越来向智能化、一体化、小型化发展。在实际应用中，可根据需要选择合适的液位计，满足测量精度、测量环境等多方面的要求。 1.2液位计的种类 根据工作原理的不同，液位计可分为以下几种：直读液位计，浮子液位计，静压液位计，电磁液位计，超声波液位计，光纤液位计等等。传统的液位计逐渐被这些新型液位计所取代。新型液位计无论是在精度稳定性，还是在智能测量方面都比传统液位计有着明显的优势，是今后液位计发展方向。其中超声波液位计以其低成本高精度非接触式稳定性好等优势受到广泛青睐，发展出了适应不同场合的超声波液位计，广泛应用于石油化工，航空航天，水利，气象，环保医疗卫生，食品饮料等多个领域。 超声波液位计是非接触测量中发展最快的一种。该技术基于超声波在空气传播速度及遇到被测液体产生反射的原理。可实现非接触测量、测量范围宽、并且测量不受介质密度、介电常数、导电性等的影响，因此它的使用范围非常广泛，包括水渠、油罐、粘稠、腐蚀性及有毒液体等的液位测量。我国从就是年代开始将超声波测距技术应用到河流、湖泊等水体的水位测量中，以及油、浆等液体的液位测量中，超声波液位测量技术在越来越来多领域发挥极其重要的作用。 1.3超声波液位计概况 1.3.1国内外的超声波液位计发展 在国际上，把超声波技术用于液位测量己有较长时间，我国从20 世纪90 年代开始发展，将超声测距技术应用到河流、湖泊、水、渠等水体的水位测量中，以及油、浆等液体的液位测量中。目前国内高精度超声液位测量仪表的发展主要采用引进加吸收等手段，还有许多合资企业代理国外相应产品。国内自主研发超声波液位计的公司极少，不足十家，而且在测量范围，死区范围和精度都低于国外超声仪表的平均水平。有的厂家只有生产设备，没有标定装置。由此可见，我国在该领域的发展相对国外还有较大差距，在产品性能指标、仪表可靠性、企业

单片机课程设计--超声波液位检测仪

《单片机原理及应用》 课程设计报告书 课题名称超声波液位检测仪 姓名 学号 专业 指导教师 机电与控制工程学院 年月日 任务书 一、课题名称 超声波液位检测仪的设计与制作 二、设计内容及要求 1、以单片机为核心，设计一个液位检测系统 2、测量数据由液晶显示 3、系统要有一定的可靠性和一定的测量精度 目录 1、绪论 (1) 2、方案论证 (2) 3、方案说明 (4) 4、硬件方案设计 (8) 5、软件方案设计 (12) 6、调试 (22) 7、技术小结 (23) 8、参考文献 (24) 1、绪论 随着各行业的快速发展，液位测量已应用到越来越多的领域，不仅用于各种容器、管道内液体

液位的测量，还用于水渠、水库、江河、湖海水位的测量。这些领域使用传统的液位测量手段已经无法满足对其精确性的要求，所以超声波液位测量这种新的测量方向已经成为一种新的手段被广泛的应用。 在目前市场上，按测量液位的感应元件与被测液体是否接触，液位仪表可以分为接触型和非接触型两大类。接触型液位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式液位计、电容式液位计以及磁致伸缩液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触，即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。 非接触型液位测量主要有微波雷达液位计、射线液位计以及激光液位计等。顾名思义，这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测液体不接触。因此测量部件不受被测介质影响，也不影响被测介质，因而其适用范围较为广泛，可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合，如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。 超声波液位测量计就属于非接触型液位测量的一种，所以它也有不受被测介质影响，不影响被测介质，能适应粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶、高温、高压、低温、低压、有辐射性、毒性、易挥发易爆等特殊介质的测量的特点，能适应的范围比其它的测量手段更广泛。 本次课程设计，将对超声波液位检测系统进行介绍。 2、方案论证 液位计量仪表早期大多采用机械原理,但近年来随着电子技术的应用，逐步向机电一体化发展，并且发展了许多新的测量原理。在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术，结构有了很大的改善、功能有了很大的提高。尤其是近二十年来，随着微处理器的引入，测量仪表更是发生了革命性的变化。液位计的量程从几米到几十米，测量精度亦大大提高。根据液位测量所涉及的液体存储容器、被测介质以及工艺过程的不同，液位计类型的选用也不同。在进行液位测量前，必须充分了解液位测量的工艺特点，以此作为液位计设计过程中的参考因素。 因此，可根据系统的工作原理的不同，设计出三种不同的液位检测方法。 方法一： 根据连通器原理，可以直接用与被测容器连通的玻璃管或玻璃板来显示容器中的液位高度，他是最原始但仍应用较多的一种液位测量仪表，另外，利用侵入式刻度钢皮尺直接测量液面高度的人工检尺法也是应用较广泛的液位计量方法，尤其是在大型油罐储油量中，也可把它用作现场检验其他测量仪表的参考手段。其精度一般为2mm的人为误差。

液位监控系统49

综合设计 设计题目：液位监控系统组态设计班级：计082-1 姓名：何礼芹 学号：200825502149 时间：2012-2-27——2012-3-2

液位控制监控系统组态设计 一、设计目的 利用MCGS工控组态软件，结合实验系统，完成上位机监控统 的设计。学生通过本设计，学会组态软件的基本使用方法、组 态技术，为从事计算机控制方面的工作打下基础。 二、设计任务 1、先按照后边《MCGS组态软件学习指导》书的要求，完成其中 的组态内容，初步掌握软件组态的构成及其使用方法。 2、计算机控制实验系统，液位控制是由仪表控制完成，计算机 上位机发挥监控作用，计算机与仪表之间进行串行通讯，通 过计算机可以读取仪表的各个参数，也可以设置仪表的参数。 三、原理框图

四、界面设计说明 设计的界面图如下 （1）实现水的流动动画，计算机与仪表通讯动画： 当ai808op=0时，流动块停止流动，或者当ai808pv<=液位下限，流动块停止流动。 （2）当前液位显示、控制量输出显示： 显示框的属性中选择显示输出，输出表达式为ai808pv、ai808op即可实现当前液位、控制量的输出。 （3）液位实时显示曲线： 点击实时曲线属性中的画笔属性选择三个变量：ai808pv、ai808sv、ai808op，分别不同的画笔颜色即可，由于最大液位值只有21，所以将y轴的最大值改为25，为了能使控制百分比ai808op显示在25的坐标以内将表达式改为：ai808op/5

（4）液位超限报警记录表，报警指示灯显示: 报警灯显示即设置报警灯的属性中的可见度，选择ai808pv大于或小于液位上下限时选择不同的可见度即可实现报警灯的显示，超限报警记录表与液位上下限的联系需要在运行策略的循环策略中添加程序。（5）液位设定值、PID三个参数的设置： 在属性中选择按钮输入，选择相应的变量值，在事件中添加脚本程序即可将各参数写入计算机。 五、系统变量定义说明 ai808i——积分参数、ai808d——微分参数、ai808op——控制百分比、ai808pv——当前液位、ai808sv——设定液位、ai808p——比例参数、Ts——采样周期； 中间变量：ai808dip、temp——微分参数从计算机向仪表写入时为了协调协议所设的中间变量；ai808op-temp——控制百分比从计算机向仪表写入时为了协调协议所设的中间变量。 组对象：数据组——在用户策略（历史数据）中添加存盘信息浏览时所用。 液位限值：液位上限、液位下限。 六、调试中存在的问题及解决方法 1、刚开始联机调试时在手动状态下无法将界面设定的各个参数 传输到仪表中，控制百分比只能有有仪表传到计算机，计算机 中的不能传到仪表中。 问题解决：输入脚本程序时一定要注意是英文状态下的标点符号输

水位检测仪系统

数理与信息工程学院课程设计 题目：水位检测仪系统 专业： 班级： 姓名：学号： 实验地点：数理与信息工程学院电子系统设计室指导老师： 成绩：

目录 第1节引言 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 系统功能说明 (1) 第2节硬件设计基本原理与实现方法 (2) 2.1 水位检测与数据采集 (2) 2.2 数码管LED显示 (4) 2.2.1 相关芯片简介 (4) 2.2.2 显示部分工作原理 (5) 第3节系统软件设计 (8) 3.1 初始化程序 (8) 3.2 TMR1中断服务程序 (9) 3.3 数据转换子程序 (10) 3.4 TMR0中断服务程序 (11) 3.5 程序清单 (13) 第4节结束语 (22) 参考文献 (22)

水位检测仪系统 第1节引言 水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用。本设计采用的是一种低成本的数码管显示驱动方案。在对成本较敏感的小型系统中，该方案有着一定的参考价值。 1.1 设计背景 键盘和显示器是单片机系统中人机对话不可缺少的一部分。在许多智能仪表的设计中，多用LED数码管来显示。这是因为LED数码管驱动简单，成本较低并且能适应恶劣的环境。用于数码管显示驱动的芯片有很多种，常见的有MAX7219、MAX7221、ZLG7290、IMC7218B以及8279等。这些专用芯片使用方便、功能教强，但价格偏高。本设计中采用的循环扫描的方式，充分利用单片机快速的处理能力对各显示单元分时选通，只需普通的串行移位芯片，就可以达到显示驱动的目的。这种方法对单片机的CPU占用率相对较高，不适宜于CPU任务繁忙的场合，但是对那些功能相对简单，CPU相对空闲的中小型系统非常实用，能够大大降低系统成本。 1.2系统主要功能 该装置对偏离零点的水位进行检测，然后将带符号的水位值（低于或高于零点）用数码管显示出来，并通过双色发光二极管LED阵列对水位高度进行模拟显示。整个装置主要包含水位检测和显示两个部分，现将每部分功能说明如下：（1）水位检测：在0mm、±10mm、±25mm、±50mm、±80mm、±120mm、±160mm、±240mm共15点基础上，检测水位偏离零点的大小。 （2）水位显示：将上一步检测结果用数码显示出来，显示值以比实际水位小的最近点为准，例如：水位实际高度为35mm，则数码管显示25mm。同时，用15个竖直排列的双色LED阵列直观的模拟当前水位高度，当水位没有达到某点相应的LED显示红色，达到或超过则显示绿色。当水位低于-240mm时报警灯显示绿色，高于+240mm时报警灯显示红色，当水位恢复正常值时报警灯熄灭。

E+H超声波液位计设置

Endress+Hauser超声波液位计设置 我们需设置三个参数： V0H1 探头到滤池滤砂的距离 V0H2 设定的量程 V0H9 实际液位高度 调试步骤：先设定量程V0H2，再估计探头到滤砂的距离设定V0H1，通过查看V0H9的数据，调节V0H1，在滤池没有水时将其调节到0。 具体操作步骤如下： 1、如何选择V、H参数 通过相应按键可选择V、H的参数，当你一直按着V或H按 键时相应V、H的参数将不断的循环增减。 2、设定V0H2参数 V0H2参数为设定的量程，如下图我们设定的量程为3m： 设定时通过按键对数值的增减操作，一直按着时数 值将会不断的增（减）。 3、初设V0H1参数 V0H1参数为探头到底砂的距离，我们需要先估计一下，现滤池液位计探头到底砂的距离大概为2m。

4、调节V0H1参数，查看V0H9参数 当我们初设了V0H1参数，然后查看V0H9参数，V0H9为实际的液位数值。 我们在进行调试液位计时，需保证滤池中无水，这样V0H9应该需要调节到0。如下图： 我们需要不断的调节V0H1参数使得V0H9参数设置为，当然在之间波动也无妨，但不要在之间波动。 在调节V0H1参数查看V0H9参数时，若V0H9变大则说明V0H1参数偏大，反之则偏小，我们需不断反复的调节V0H1参数，尽量使得V0H9参数达到标准。每次调节V0H1参数后查看V0H9参数，需要观察V0H9参数1分钟以上，看看是否稳定。 超声波液位计RESET：将参数V9H5设定为333即可复位超声波液位计。

你可以先尝试在V3H0输入1m，这是抑制，从上往下1m内的干扰将被抑制。 然后退到V0H0看示数是否正常。 若不行则先记录下空标满标值如下。 V0H1是空标值，也就是探头到池底的距离。 V0H2是满标值，也就是空标值减去的盲区，该值需要与上位机对应上，相当于量程。同时按－和V便是复位，复位后需要重新设空标和满标。 设好后选择V0H0，便是显示测量值的主界面。 若还不行，建议更换仪表测试。

超声波液位测量系统设计

超声波液位测量系统设计阳华忠孙传友长４女学电，；学Ｍ４¨０２５ 鞭蛹隧鞠獬黼黜裂簿螽缓灏醺戳黼｛ｔ＊ｔ☆ｓＰｃＥｏＢｌ＾女ｍ●＾‰，ＬＭｌ８１２≈，《｛目＾《ｔＥ“＆”＾＃＆＊雎＊ｔ｛《．＊＃自＆ｍ￡ｉ”１“女Ｔ一＊＊¨ｔ《，”‘ｆ＃十∞｝ｍ＊．ｍｔＴ≈，《ｔｔｔ湿度．＊＾．Ｂ§ｆ＃境目ｔ＊Ⅻｔ十￥∞＃自．ｔｍ７｝＃《＊目＾＃＾＊＆镕■ｔ十来目ｆ＆．＃＾ｉ＆＆■ｔ¨＃＊ｔ．豳■蕾鞠积整黼燃霸麟醐黼｝Ｅ＃．｝ｍ＊，《’女；ＬＭｌＢ１２ １引言 ｎ【】＿＿超市披挂求班｝Ｋ迅速．４、Ｍ渗墟刮＊个镯域．¨仃军￥Ⅸ玎驯缭婶冉ＩＩｉｉ＃８有ｒＬ￡的“川．漓ｆ±☆１删＊和托Ｍ也址日常ｔ僻巾十最盛的邻ｊ域＋披ｆｔ的删＊片证卉他毒。恻如羞Ⅲ往洲ｎ液俺Ｕ锌“，删屉池位，赳胜补偿趟自浊扯删量池似等等ｍ采邢ｔ些方法会Ｊ、腰劣∞环境和抽悼峦‘￡的坐化给删＊带ｍ＃ｋ的瞄莘…毕“；ｆｍ悼具有蝇蚀什…嘲蚀删抽越＾¨埘Ｉ№－陋，奉＆计性出ｒ坫ｆ浮ｒｎ０磐【匕浊ｍｓ｝，ｃｌ，∞ｌ＾．１…单Ｊｔ扎ＬＭｌ８ｌ二越ｒ々渡々ｍ推成，０片＃【ｆ占，ｌ的古洼自ｇ｛ｋＩ。硅Ｕ越。水《统可蒜性－≈．近Ｈ１ｆｊ：％精度高。 ２参比法液位测量原理 警比洼Ｈ娘理是利用超｝＂往换能８发一¨１１０趟－；浊忸冲］Ⅲ过’Ｌｎ《传播０ｇ鹰崔ｆｔ转＾的并【日处掰成ｆｉ针日睦ｆ々到搀能＊片搏Ｍ接收。精Ⅲ忧５超声被¨垃日十纠挡牧自坩＿｛，Ｊ就“Ｊ眦牯确地计算Ⅲ随Ⅻ４披体的触协。其原Ｈ圳Ⅵｌ，ｊ超声藏＃射Ｊｉ掳４￡趟十波∞传感＊就鼻ｍ趺控憧剑州柬ｍ泄ｆ：号求…濉足“枉准环处ｒ“生的删∞帅时问为【ｏ。Ｂ求Ｈ“＃是Ｉ＿Ｉ＿泞ｒ灶产’ｐ的，删址的时问山ｒ６掉Ｆ陆触洲浦傩的披１Ⅳ峦ｆＬｍ坐化超Ｊ：一被“行早以ｊ，的７Ｌ秆ｍ。…々播。山十越钠【ｄ的ｊ｛罐中１怍，超Ｆ＊纠Ｋ，＊ｑ■ｆＪ｝”｝千肌蛳的琏鹰＋Ｈ‘÷，山ｆｔ可得 咖｝ Ｐ止巾ｖｆ）是超，ｒ漓到拉准环∞迹Ⅱ。Ｖ是超声涟刊ｉＴｒ顺＿ｆｉｉ自０Ｊｌ嚏．“ｒ“推１１１： ⅢＪ＋ Ｈ一＝＿』 胜艟Ⅻ目演津的液化－ ¨】｜０＿ｈｄ ｝ｒ＝Ｈ卜坐１一ｄ ｌ＾?ｈＨ是储删砝液体的涟ｎ ｈ－挂地奇被传晦％爿存＊睡带的ｍ离；ｈ 是超■被心堪＊Ⅻ＂，琐部的Ｈ捕．酒过 删％的时州“弹其值?ｈｏ是超声被ｆ々盛＊ 判｝ｔｔ＊Ｍ一的啦离．一ｑ椒擗址日】肫ｍ】稠整棱 挂环的ｒ＊度；ｄ是泞ｒ项而刊油自帕＊ 离。ｍ此”ｒⅢ删址日ｆ々出＃艘∞谴虚￡ 芏＊仃枉州温睦ｍ鹿，≮Ｈ描｛啊超 Ｊｈ挫∞速疃拚呆统带沫舶ｍ菇。 法ｉ坑錾盛观Ｊ＃功矩｛【ｌ减少ｉ统琨 蕈麓世ｇｍ满Ｍｍｒ要求苴Ｍ ｔ管的底口?‘ｏ№删ｆ＆体连通恒ｆ＊删陂 似进＾【Ｉ｜ＩＩ最昔：¨’，浮于的密度９０川、 Ｔ触目哺体的密嘘．ＪＬ汗子具备托惭蚀 忡；其。，抟ｃ＊环＿胛丁＾选有利于起｝ ＊ｉ川ｎⅡ“抖；】ｌＨ，Ⅲｌ量管录Ｉ¨抗腐蚀 忡蝗的十诱钢村料． 囤１臆理犀 ３硬件原理电路 牟系统纳简嘤碰什｝ｂ路¨ＲＩ！．性自ｆ 和拄牧Ⅻ什电路目ⅢＩＭ１ｓ１１趟■胜々… 鞋成ｏＩ＿ｌ。Ｍ１ｓｌ二硅种既能Ｋ进《能 接性超声波的０Ｈ呆¨』适块鞋戍，，ｌ以简 ｆｔ№ｍ“牿提高｛统的一，Ｊ稚性。０ｌ－内 郫乜拈：胩ｆ－ｐ州制ｃ生妊落＃，，＊增＆ 接收∞，脉冲啁，¨拴删＃啭自抑制≈， ‘ｊ８％【☆ｊ自电。Ｆｎ、ｆ．１ＭＩ８１２处于发时 模式．箱】符嘟外拄ｃ１ｌｉｋ亡ｍ瞎的世蚶 矗摊投的［怍撷牛ＬｌＣＩ扳蒿增蚰被憾为 振荡醺走，振荡信≈！｛驱ｒ女坡★后，Ｍ１３管 ｗⅡ６管脚输ｍ。 ’＿８管Ⅷ为Ⅱｌ“平时．ｉＭｌ８ｌ！处于 拉收懊文，趣声踺１々媾ｇ摇收“连日的衄 市披１ｊ号％电彝耦仟…４符脚输＾再经 内郫哺级般＾艘凡岳的ｆ；｝轴Ｕ】管删 的喈扳日路取出的竹母起送剑幢删￡． 目时竹檗Ｆ一也披捡删，－４“通过ｌ７管Ｗ外 接的电料进行滤眭。’１管Ｍ【Ｌ的电Ⅲ盘 拜小州＊能触牲怪Ⅻ蝌祝ｊ，器＆蜒蚓簋 Ｔ转￥”ＩⅢ” 圉３主程序流程圈 图２简要磋件电路目

超声波液位传感器结构及工作原理

超声波液位传感器是一种常用的测量仪器，被广泛的应用于多个行业当中。超声波传感器是一种利用超声波的特性研制而成的传感器，具有测量精准、检测范围广、使用灵活、维护简便等优点。接下来艾驰商城小编主要来为大家介绍一下超声波液位传感器的结构及工作原理，希望可以帮助到大家。 超声波液位传感器的结构 超声波传感器主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。超声传感器的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个传感器的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。 超声波液位传感器的工作原理 超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/ba13196295.html,/

基于超声波传感器的液位测量

基于超声波传感器的液位测量 1.摘要 超声波传感器应用广泛，其中液体液位的准确测量是实现生产过程检测和实时控制的重要保障，也是实现安全生产的重要环节。本文主要介绍液位的测量。液体罐内液位测量的方法有很多种，其中超声波传感器由于结构简单、体积小、费用低、信息处理简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制，所以超声波测量法得到了广泛的应用。2.超声波概要 超声波是指频率高于20kHz的机械波，一般由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传播，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还具有强度大、方向性好等特点，为此，利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。压电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动，从而产生超声波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声波振动转换成电信号，可作为接收探头。 3.检测方法选择 从测量范围来说，有的液位计只能测量几十厘米，有的却可达几十米。从测量条件和环境来说，有的非常简单，有的却十分复杂。例如:有的是高温高压，有的是低温或真空，有的需要防腐蚀、防辐射，有的从安装上提出苛刻的限制，有的从维护上提出严格的要求等。 按测量液位的感应元件与被测液体是否接触，液位仪表可以分为接触型和非接触型两大类。接触型液位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式液位计、电容式液位计以及磁致伸缩液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触，即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。非接触型液位测量主要有超声波液位计、微波雷达液位计、射线液位计以及激光液位计等。顾名思义，这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测液体不接触。因此测量部件不受被测介质影响，也不影响被测介质，因而其适用范围较为广泛，可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合，如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。 根据以上几种因素得知，超声波液位计是非接触式液位计中发展最快的一种。超声波在同一种介质中传播速度相对恒定，遇到被测物体表面时会产生反射，基于此原理研制出

远程液位监控系统

远程液位监控系统 已被用于一些时间在自来水厂，泵站和污水处理系统应用到远程水箱水位监测的遥测。在偏僻的地方有无线监控能力是无价的。如果您正在寻找方面的信息，这样一个系统，确保供应商有经验，在主题和能够创建定制的软件，如果需要的话。 由于遥测技术的发展，并成为成本效益，许多其他行业的远程监控开关。尽快将所有水箱水位监测遥控器。 向远程监控，快速移动的一些功能包括： 液位监测 罐区液位监控 液化石油气储罐控制与仪器仪表 液化石油气储罐自动化 液化石油气罐车装货/卸货 驱动程序的控制下交付系统 一个人的油轮装载系统 但应用是无止境的。 切换到遥测等行业的一个有趣的例子是食品行业。为研究提供新的见解中的反式脂肪的烹调油对我们的健康行动，一些食品厂正在向零反式脂肪的烹调油。从操作的角度的变化，似乎无害的，但事实并非如此。零反式脂肪的烹调油生产重型浮球液位监测系统的油脂积累，他们下沉。其后果是非常不准确的水箱水位读数。针对此问题的解决办法是使用水箱水位远程监测系统。在这种情况下，有没有一个浮动的需要;传感器位于顶端的录音通过超声的准确

水平。 然而，另一种应用是在燃料行业的供应商坦克的远程监控。事实上有需要允许优化，这在庞大的储蓄和高效率的交货与不同厂商的完整地图。 远程水平监测工作如何做？ 该系统主要有四个要素： 传感器 RTU（远程终端单元） 通讯 遥测软件 看起来，每个业务需要，选择适当的设备简单，可以是一个挑战。 传感器：传感器应用在不同岗位上的功能取决于外部的坦克（典型位置是顶部和底部）。它是能够收集到水箱水位和其他参数，使用超声和霍尔效应等技术方面的信息。传感器带有一个附件系统，通常由电池供电，在一些偏远地区的太阳能发电机添加，以保持电池充电。RTU的远程终端单元收集由传感器捕获的信息，组织和传输信号的通信设计中的中心枢纽。RTU是在标准的系统，也连接到传感器的硬件。使用无线技术的频谱很宽的和最佳的解决方案，将取决于区位条件。从Wi-Fi，卫星，几乎所有的环境有一个工作的解决方案。 通讯：通讯设备在枢纽方面的工作。它通常是一个连接到PC的硬件。这部分设备收集的信息，并在软件界面的帮助下，信号中的信息，我们可以读翻译。通信设备的主要内容之一是频率（多久采取的措施和传输）。高端设备，允许用户选择的设置。 遥测软件：管理软件能够利用通信设备提供的信息，并创建易于理解的象形图像。这种方式，

超声波液位计与雷达液位计的区别

超声波液位计和雷达液位计的区别 我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波，超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。 在超声波检测技术中，不管那种超声波仪器，都必须把电能转换超声波发射出去，再接收回来变换成电信号，完成这项功能的装置就叫超声波换能器，也称探头。如图所示，将超声波换能器置于被测液体上方，向下发射超声波，超声波穿过空气介质，在遇到水面时被反射回来，又被换能器所接收并转换为电信号，电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。 由超声波在介质中传播原理可知，若介质压力、温度、密度、湿度等条件一定，则超声波在该介质中传播速度是一个常数。因此，当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间，则可换算出超声波通过的路程，即得到了液位的数据。 超声波有盲区，安装时必须计算预留出传感器安装位置与测量液体之间的距离。 雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下： D=CT/2 式中 D——雷达液位计到液面的距离 C——光速 T——电磁波运行时间

雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。 在实际运用中，雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计，功耗大，须采用四线制，电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二线制的24V DC供电，容易实现本质安全，精确度高，适用范围更广。 超声波用的是声波，雷达用的是电磁波，这才是最大的区别。而且超声波的穿透能力和方向性都比电磁波强的多，这就是超声波探测现在比较流行的原因。 主要应用场合的区别： 1.雷达测量范围要比超声波大很多。 2.雷达有喇叭式、杆式、缆式，相对超声波能够应用于更复杂的工况。 3.超声波精度不如雷达。 4.雷达相对价位较高。 5.用雷达的时候要考虑介质的介电常数。 6.超声波不能应用于真空、蒸汽含量过高或液面有泡沫等工况。

液位数据采集与监控系统方案

液位数据采集与监控系统方案 系统设计概述 该数据采集与监控系统主要由设备层设备（液位传感器）、无线数据采集装置、无线管理装置、管理计算机、服务器及监控管理软件、控制器等构成。本系统设计采用先进的软硬件技术和分层分布式网络结构，针对客户的实际情况提供下列解决方案。 该项目现已建设完成水池1座，为确保供水系统安全可靠运行；计划在原有水池处，建立一套液位检测系统，实时监测水池液位。 技术要求： 1、实现水池水位实时监控，在每个水池就地安装水位监控仪表。 2、实现4座水塔水位高、低限声光报警。 3、监控中心设置中央控制屏，屏上用模拟流程图显示水池水位数据。 4、由于水塔处于较高环境，所有设备应考虑增加防雷装置。 5、由于环境因素建议采用无线传送数据，可采用GPRS或电台等方式。 泵房控制系统一般在建筑设计规划的水电设计过程中已经设计好，大多为自动化抽水系统，如果尚未搭建自动化泵房管理系统，也可后期扩展项目中搭建。 设计标准 本技术方案以国家电气行业内有关监控、远动传输等相关技术规范为依据，结合目前国际电工标准及要求进行设计和配置，并对整个无线数据采集与监控系统进行认真细致地研究分析后提出的技术解决方案，所提供的相应的数据采集与监控系统及相关硬件装置、计算机及其配件等均符合相关行业标准及规范。 系统设计思想 系统设计充分考虑项目的实际情况，最大程度地实现相关功能，满足用户的相关要求，体现系统的各项技术特点，最终实现分散采集、集中监控。系统设计思想如下： 分层分布式结构：系统结构上采用分层分布式设计，纵向分为三层：监控层、无线网络通讯层和现场设备层；监控层包括管理计算机、服务器、监控软件、控制

力控_储存罐液位监控系统

目录 第一章基础设计报告 (2) 1.1 设计题目 (2) 1.2 工艺流程 (2) 1.3 设计任务 (2) 1.4 I/O点收集及表单 (3) 1.5 制作工程画面 (4) 1.5.1工程管理器的使用 (4) 1.5.2创建组态界面 (4) 1.5.3定义I/O设备 (4) 1.5.4趋势曲线的生成 (5) 1.5.5报表及报警、查询组态画面的生成 (5) 1.5.6历史曲线生成 (7) 1.5.7 总体系统画面图 (7) 1.6 创建实时数据库 (8) 1.7 建立动画连接 (9) 1.7.1 罐和阀门动画建立 (9) 1.7.2按钮动作的建立 (10) 1.7.3液位值动画的建立 (11) 1.7.4 应用程序动作程序的编写 (11) 1.8 运行及调试 (11) 1.9作品展示 (12)

第一章基础设计报告 1.1 设计题目：储存罐液位监控系统 1.2 工艺流程 本次设计工艺设备包括：一个液罐、一个水流入控制阀门、一个水流出控制阀门如图。用于控制两台阀门的PLC。并用PLC控制两台阀门的开通和关断，使液罐的水位保持在70-80。当点击开始按钮，则开始进水，当水位到达80以上时关闭进水控制阀门，同时打开出水阀门；当液位低于70以下时，关闭出油阀门，同时打开进油阀门，从而使液位保持在70-80之间，达到液位控制的目的。其工艺流程图如图1-2 所示。 图 1-2 储存罐液位监控系统流程图 1.3 设计任务

1 制作出储罐液位监控系统等工艺流程图并建立模型图及参数连接； 2 实现储罐液位监控系统液位自动控制； 3 做出储罐液位监控系统实时曲线； 4 做出储罐液位监控系统报表及实现查询实时数据功能； 5 做出储罐液位监控系多功能报警； 6 做出储罐液位监控系历史曲线。 1.4 I/O点收集及表单 1 表 1-1 总体设计方案 表1-2 系统监控画面设计表

超声波液位计说明模板

超声波液位计说明书 令狐采学 本说明书适用三线制或4线制、二线制 由于盘装式和壁挂式已经停产，使用时可以参考本说明书一，用户自检： A,仪表正确通上合格的电源，按移位键（即左键）找出L（L 是探头到反射面的距离），垂直对准空旷的墙面作为超声波的反射面（假设是水面）,观察L的数字，显示L的数字和实际距离相等说明测量功能正常.（首先要先熟悉有关距离L和液位H的关系图见附件）. 说明： 1,由于仪表有严格的数据过滤和确认过程,数字变化可能会比您移动仪表的速度慢一些,属于正常现象。（有特殊要求请您在订货时说明） 2,在检验的过程中应该注意：L（max）≤测量距离能力, L(min)≥仪表的盲区C. 3,一般情况下，仪表量程d+盲区C＝仪表最大测量距离能力L(max). 4,量程是和输出电流P有关的参数，和其他无关。 B,把超声波的发射口对向空旷的天空，一分钟以内仪表应该显示FFFF, 也可以取一块干燥的毛巾重叠数层堵住换能器的发

射口,从原理上说仪表此时没有回波收到,同样仪表会显示FFFF.说明您的仪表抗干扰性能不错. C,按移位键找出P（仪表应该输出的电流值），用电流表直接测量输出电流应该和P值相当. 经过以上3个项目的检验,用户可以放心的使用了. 二，连续按移位键可以依次查看仪表的以下参数参 数： P-XXXX 当前应该输出的电流(mA) h-XXXX 最后一次所设定的“当前液位”值(m). h-该参数没有实际意义. 该数对应菜单01 C-XXXX 仪表盲区(cm)，盲区固有 d-XXXX 仪表量程(m)该数对应菜单02 d只和输出电流有关,和其他无关. H当前液（物）位m-XXXX 或L(距离m)XXXX 对于三线制超声波液位计用户菜单中编号为07的是工 作模式转换。 对于二线制超声波液位计用户菜单中编号为04的是工作模式转换。 工作模式设置为1.0000时是测量距离模式，设置为0.000是测量当前液位模式。 按上升键仪器直接显示“当前液位”H或距离L。 按SET键仪器直接显示P.

监控组态软件存储罐液位监控系统

监控组态软件 实验名称：存储罐液位监控系统 实验目的： 熟悉力控监控组态软件开发环境，掌握工程组态、画面组态、实时数据库配置、脚本语言等组态工具，掌握用组态软件生成控制系统的过程和方法。 实验内容： 用力控监控组态软件构建存储罐液位监控系统，包括用画面组态工具生成工艺流程图、配置实时数据库点及工程变量、使用脚本语言编程、系统调试运行。 实验步骤： 1)工程组态 打开力控监控组态软件的工程管理器，新建一个工程，命名为“存储罐液位监控系统”，生成路径为“D:\力控\Project\存储罐液位监控系统”，其他保持默认，点击确定。生成工程文件后点击开发按钮，进入开发界面。

2)工艺流程图组态 本工艺要求实现对存储罐液位高度的实时监控，并设置必要的报警系统。 实现过程：（1）双击“窗口”目录，创建一个空白窗口，命名为“存储罐液位监控系统”，其他设置保持默认，点击“确定”。（2）打开标准图库，添加画面组态，包括两个罐，两个开阀门和必要的管道。（3）使用基本图元添加两个按钮，命名为“运行”和“停止”。（4）单击“工具栏”在常用组件下选择添加“报警”模块。（5）使用基本图元添加文本文件，用于显示液位高度。 如下图。 3)数据库变量组态 （1）设置变量 双击“IO设备组态”，建立一个仿真，设备名称为“plc”，设备地址为“1”，其他保持默认设置。

双击“数据库组态”，进入数据库操作界面。 双击第一小格，添加“模拟I/O点”，在“基本参数”中，将其命名为“level”，作为液面高度变量。在“报警参数”中，打开报警开关，设置低报和高报，低报为“20”，高报为“80”。在“数据连接”中，选中“PV”，单击“添加”按钮，在弹出的菜单中将“寄存器类型”修改为“增量寄存器”，设置完毕，点击确定。

超声波液位测量系统的设计

黄河科技学院本科毕业设计任务书 信息工程学院电子与通信工程系电子信息工程专业级班学号学生指导教师王二萍 毕业设计题目超声波液位测量系统的设计 毕业设计工作内容与基本要求 一、背景和意义 液位控制问题是工业过程中的一类常见问题，目前国内在液位自动控制方面缺少长期可靠的使用范例，还没有适用于液位测量和自动控制的定型产品。因此研究出一种超声波液位传感器很有必要。传统的液位测量绝大多数都是人工控制，造成了人力资源的浪费，同时安全性可靠性都不高，采用单片机实现液位测量即可避免这种情况的发生。 二、目标和任务 本设计目标是针对现有液位传感器的不足，开发一种大量程、精度高、带有标准工业控制输出接口的超声波液位传感器，建议采用单片机作为超声液位传感器的控制核心，能够简化控制电路设计；采用单一换能器进行超声波的发射和接收以降低装置成本；采用多级二阶有源滤波器以提高信噪比，进而能较大限度地提高对微弱回波信号的放大倍数。最后根据设计原理图焊接、调试。 三、途径和方法 1.从网络上查阅此领域最新研究成果，并查阅相关理论知识，利用单片机控制技术的相关知识整理出硬件设计方案； 2.在已搭建的硬件的基础上构思软件流程，给出程序； 3.软硬件联调。 四、主要参考资料 [1] 白宗文，刘生春，白洁.基于单片机的超声波测控液位系统的设计[J].电子设计工程,2011（18）:33～36． [2] 么启等. 基于DSP的超声波明渠液位测量系统[J].电子设计工程,2011（21）:142～145． [3]房小翠、熊光洁、聂学俊等，单片微型计算机与机电接口技术[M]．北京；

国防工业出版社，2002． [4]王质朴，吕运朋，MCS-51单片机原理、接口及应用[M]．北京：北京理工大学出版社,2009. [5] 杨素行等.模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社,2001. [6] 闫石.数字电子技术基础[M].第三版.北京: 高等教育出版社,1989. 毕业设计时间：2013 年 2 月10 日至2013 年 5 月25 日 计划答辩时间：2013 年 5 月22 日 工作任务与工作量要求：原则上查阅文献资料不少于12篇，其中外文资料不少于2篇；文献综述不少于3000字；文献翻译不少于3000字，理工科类论文或设计说明书不少于8000字（同时提交有关图纸和附件），提交相关图纸、实验报告、调研报告、译文等其它形式的成果。毕业设计说明书撰写规范及有关要求，请查阅《黄河科技学院本科毕业设计（论文）指导手册》。 专业（教研室）审批意见 审批人签名：

超声波水位检测仪的设计任务书

一、毕业设计（论文）的内容 超声波测长、测距、测位移有着悠久的历史。它具有很多优点：易定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需直接接触等，因此是水位测量的理想手段。目前国内外对超声波测量水位的研究主要集中在提高测距精度方面。采用超声波测距技术，设计一水位测量仪，并保证一定的测距精度。具体工作内容有： 1.收集、消化有与现用测距技术相关的内容方法、发展概况、工作机理和 生产工艺等方面资料。 2.收集、消化与超声波测距测和测水位技术相关的测量原理、计算方法和 微机控制等方面的资料。 3.深入了解超声波的特点及其测水位技术、了解相关测距算法和微机控制 方法、常用芯片的工作原理和使用方法。包括：超声波测水位技术的原 理与实现方法、ARM或51等微处理器及其显示接口的设计与应用、测 距算法和提高测距精度的措施等；进行必要的软硬件可靠性设计，使系 统功能齐备，使用方便，经济实用，工作可靠。 4. 给出若干可行方案并进行比较，确定一个最佳方案。例如：测距方法的 选取、测量芯片及算法选取（提高精度）、微机控制系统的选取等。 5. 按最佳方案设计设计硬件电路。设计过程应有理论分析、电路参数的计 算，并选择元器件的具体型号。 6. 用计算机绘制相关硬件的电路原理图、制版图。 7. 设计样机，进行软硬件仿真与调试。 8. 扩展内容：实现上述功能的硬件样机。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 1. 设计并制作硬件并完成相关软硬件仿真和实物调试； 2. 主要技术参数：主要技术参数：供电220V AC；测距距离>5m，精度10%； 3. 用Proteus进行软硬件系统的仿真； 4. 用计算机绘制相关硬件的原理图、制版图、电气安装接线图各一份； 5. 系统应方便设备的调试与使用。

液位测量方法分析课件

20余种液位测量方法分析 物位包括液位和料位两类。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。文中对20余种连续液位测量方法进行比较分析。 1玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法 玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图1—1所示。图中1－被测容器；2－玻璃管；3－指示标度尺；4、5－阀；6、7－连通管。液位直接从指示标度尺读出。 玻璃板法：玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁上开孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接从玻璃板刻度尺读出。 双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而使水蒸汽显示红色，从而指示出水位。 人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高。 以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。 2吹气法、差压法、HTG法 吹气法：该方法的工作原理如图2—1所示。图中，1－过滤器；2－减压阀；3－节流元件；4－转子流量计；5－变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P＝ρgH 式中，ρ－液体密度；H－液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。

差压法：该方法的工作原理如图2-2所示。图中，1、2-阀门；3-差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门1及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为ΔP＝P2－P1＝ρgH 式中：ΔP－变送器正、负压室压力差；P2、P1－引压管压力；H－液位。差压变送器将压力差变换为4～20 mA的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于4 mA，则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术，使之等于4 mA。 HTG法：该方法应用于油罐差压液位测量中，如图2—3所示。图中：P1、P2、P3－高精度压力传感器；RTD－温度检测元件；HIU－接口单元。P1位于罐底附近的罐壳处，P2比P1高8英尺，P3位于罐顶附近的罐壳处。对于常压油罐，压力传感器P3可以省去。设压力传感器P1、P2、P3测得的压力分别为p1、p2、p3，则 式中：G－油品重量；Sav－油罐平均截面积；ρav－介于压力传感器P1、P2之间油品平均密度；g是重力加速度；H是压力传感器P1、P2之间的距离；h是油品高度；h0是压力传感器P1的高度。RTD用于测量油品温度，以对测量数值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低，但液位测量精度较低，安装须在罐壁开孔。 以上3种方法都是利用液体的压力差来测量液位的。 3浮子法、浮筒法、浮球法、伺服法、沉筒法 浮子法：该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。

基于单片机的超声波液位检测系统设计

编号： 审定成绩：毕业设计（论文） 设计（论文）题目： 基于单片机的超声波液位检测系统设计

摘要 液位测量及控制广泛应用于工业、生活等领域，由于许多测量环境条件及其恶劣，例如对具有腐蚀性的液体的液位测量。显然，传统的液位测量设备已不能满要求。因此，一些基于超声波的非接触式液位测量控制技术应运而生。本文利用单片机的强大功能，通过硬件和软件的完美结合，设计、实现了一种基于超声波的液位检测控制系统。系统由液位测量模块、数据显示模块、液位控制模块、超限报警模块和参数设置模块组成，通过HC-SR04超声波测距模块采集数据，经过单片机进行数据处理，然后进行实时液位显示，同时发出液位控制信号和报警控制信号。最后，对所实现的实物进行了测试。测试结果表明系统功能符合设计要求，能达到易控制、稳定性强、测量精度高、安全性高、功耗低的预期目的。 【关键词】单片机超声波液位测量液位控制

ABSTRACT Level measurement and control are widely used in the industrial field and other related fields. In the field of industry, many measurement environments are very bad such as the level measurement of corrosive liquids. Obviously, the traditional level measurement devices can not satisfy the requirements. As a result, some control based on the non-contact ultrasonic level measurement technology arises at the historic moment. This paper makes use of the powerful features of the SCM and the perfect combination of software and hardware to design and implement an advanced control system for liquid level measurement based on the ultrasonic measurement. The designed system includes level measurement module, data display module, level control module, limit alarm module, and parameter set module. The system collects data through HC-SR04 Ultrasonic Ranging Module, and then process the data, display the level in real-time and issue level control signal and the warning signal. Finally, the system was tested. The tested results show the system functions can meet the designed requirements, which achieve control easily, high stability, high accuracy, and high security. 【Key words】SCM Ultrasonic Level measurement Level control