一种高精度超声波物位计及测量方法技术

本发明专利技术涉及一种高精度超声波物位计及测量方法，由单片机控制超声波连续发射，通过单片机记录和读取超声波的发射波与回波时间差值，计算出物位的实际距离，具有自动功率调整，增益控制调整，温度补偿检测计算技术，对外部干扰信号有抑制功能，通过存储上一次测得的信号幅值大小，比较本次测得幅值、上一次测得的幅值、低位阈值和高位阈值之间的大小关系，判断调节过程是否达到预期来调节增益，使回波信号的幅值达到最佳，同时测量温度的变化对超声波传播速度值进行补偿，技术效果是从根本上提高了仪表的距离测量精度，保证测量数据的真实性和稳定性，可广泛用于各种工矿的液体和固体的料位高度测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波物位计，特别涉及一种高精度超声波物位计及测量方法。
技术介绍
超声波物位计的回波信号一般需经过滤波、放大、包络检波等信号处理电路，进而通过电压比较和过零比较确定回波检测点、计算传播时间，根据正逆程时间差，实现距离测量的功能。超声波发出的信号发射幅值一般不大，在几伏到十几伏。经过介质传播后，信号幅值一般会衰减到十几到几十毫伏，必须经过信号的放大处理，才能够稳定可靠地进行后续的检波和比较等信号处理，放大后的信号幅值一般在几百毫伏到几伏。信号放大电路中，如果放大倍数过大，就会引入过大的噪声或者产生回波信号失真现象。如果放大倍数过小，就会使回波检测点的测量不稳定，导致检测不到真实的回波。测量电路中，回波信号强度一般通过幅值检测，经过AD采样，测得信号幅值。超声波脉冲发射时，不能同时检测反射的回波，因为发射的超声波脉冲具有一定的时间宽度，同时发射完超声波后传感器还有余振，期间不能检测反射回波，因此从探头表面向下开始的一小段距离无法正常检测，这段距离称为盲区，被测的最高物位如进入盲区，仪表将不能正确检测，会出现误差。超声波在气体中的传播速度还受气体温度所影响，因此物位计工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度超声波物位计，电路部分包括供电电路、发射采集信号处理电路、多通道可调量程电路、中间处理过程电路、温度采集电路及单片机电路，其特征在于：供电电路连接为供电电源为24V直流,输入端分别连接瞬变抑制二极管D3两端、电感L2输入两端，二极管D3一端连测试点M1，电感L2输出两端连接电容C4，电容C4两端分别串接电感L1、L3与电容C5并联，电感L1一端连试点M2、连二极管D2，输出端为LOOP；发射采集信号处理电路连接为超声波探头换能器正极串接电阻R4后与电容C3一端连接，超声波探头换能器负极和屏蔽线端与电阻R20、R22、电容C14一端连接并接地，在换能器的正负极之间并联D1，电容C3另一...

【技术特征摘要】
1.一种高精度超声波物位计，电路部分包括供电电路、发射采集信号处理电路、多通道可调量程电路、中间处理过程电路、温度采集电路及单片机电路，其特征在于：供电电路连接为供电电源为24V直流,输入端分别连接瞬变抑制二极管D3两端、电感L2输入两端，二极管D3一端连测试点M1，电感L2输出两端连接电容C4，电容C4两端分别串接电感L1、L3与电容C5并联，电感L1一端连试点M2、连二极管D2，输出端为LOOP；发射采集信号处理电路连接为超声波探头换能器正极串接电阻R4后与电容C3一端连接，超声波探头换能器负极和屏蔽线端与电阻R20、R22、电容C14一端连接并接地，在换能器的正负极之间并联D1，电容C3另一端为试点M14、电阻R7和R20接到三极管Q6基极，电阻R7另一端供电为3.3V，电阻R22、电容C14并联接三极管Q6发射极，三极管Q6集电极经电阻R10接3.3V，三极管Q6集电极接电容C17后为试点M15，信号放大器U6的8引脚为测试点M12，信号放大器U6的7引脚接电阻R14后接地，3.3V与SGND之间为0.01uF电容，信号放大器U6的VDD、ADO端接供电电压3.3V，SCL、SDA端分别接到单片机的P2.0，P3.2引脚，U6的1引脚输出端连接到中间处理过程电路的输入端；中间处理过程电路包括有运算放大电路和后续处理过程电路，运算放大电路连接为芯片U2的1引脚接电阻R11，R45到信号地端SGND，电阻R13、R36串联、电阻R18、R35串联、电阻R24、R33串联后分别与电容C27并联，两端接到运算放大电路芯片U2的6，7引脚，芯片U2的4、8引脚分...

【专利技术属性】
技术研发人员：白云龙，牟柯臣，李强，杨彬，郑晓琳，刘猛，
申请(专利权)人：中环天仪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12