一种基于测速修正的超声波蒸发器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于测速修正的超声波蒸发器，包括测量筒体和蒸发桶，测量筒体与蒸发桶的底部通过连通管连通，测量筒体设有测速装置和测量装置，测速装置包括第一超声波测距探头和反射板，测量装置包括位于测量筒体顶部的第二超声波测距探头，第一超声波测距探头与第二超声波测距探头分别与微控制器电连接，微控制器与主采集器连接。本实用新型专利技术在现有的超声波蒸发器的结构基础上进行硬件改进，利用超声波测液位高度的原理，增设测速装置用于实时测量声速，实时测量得到的声速可作为基准实现超声波液位高度测量修正，从而避免了因不同温度、湿度、气压等物理条件下声速变化而造成的测量误差，确保了测量的准确性。确保了测量的准确性。确保了测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于测速修正的超声波蒸发器


[0001]本技术涉及一种基于测速修正的超声波蒸发器，属于气象观测领域。

技术介绍

[0002]在气象观测领域，大型蒸发器的运行与诸多气象要素密切相关，比如气温、日照时长、相对湿度、水汽压、风速等等，因此具有重要意义。目前业界成熟的超声波蒸发器的结构如图2所示，超声波蒸发器与蒸发桶通过管道连接，根据连通器原理，超声波测量器内液位和蒸发桶内液位高度相同，测量筒的顶部安装一个超声波发送
‑
接收探头，控制器控制发射探头发出一组超声波窄脉冲串，随即等待接收回波脉冲，超声波窄波脉冲遇到液面后反射回到接收探头，控制器根据发射脉冲串和接收脉冲串的时间差
△
t输出一个电流信号i给主采集器，电流i正比于液面高度H。控制器将液面距离转换为电流信号输入给主采集器，主采集器对电流信号进行模拟
‑
数字转换后，计算出液面高度，从而得到确定时间区域内的蒸发量。
[0003]现有的超声波测距方法往往将声波速度视为常数，并以空气温度作为补偿参数，对声速做修正。然而超声波蒸发器的工作环境往往涉及各类气象条件，仅以温度对声速作为补偿的常规超声波测距方法难以获得复杂气象条件下的实际声速，因此测距精度难以保证。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种基于测速修正的超声波蒸发器，在现有的超声波蒸发器的结构基础上进行硬件改进，利用超声波测液位高度的原理，增设测速装置用于实时测量声速，实时测量得到的声速可作为基准实现超声波液位高度测量修正，从而避免了因不同温度、湿度、气压等物理条件下声速变化而造成的测量误差，确保了测量的准确性。
[0005]本技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于测速修正的超声波蒸发器，包括测量筒体和蒸发桶，测量筒体与蒸发桶的底部通过连通管连通形成U型管结构，测量筒体的腔体中设有测速装置和测量装置，测速装置包括第一超声波测距探头和反射板，第一超声波测距探头与反射板的相对位置固定，测量装置包括位于测量筒体顶部的第二超声波测距探头，第一超声波测距探头与第二超声波测距探头分别与微控制器电连接，微控制器与主采集器连接。
[0006]第一超声波测距探头和反射板封装于测速筒体中，测速筒体的顶部连接于测量筒体的顶部，测速筒体的筒壁均匀分布有换气孔。
[0007]第一超声波测距探头与第二超声波测距探头均通过前置调理电路与微控制器连接。
[0008]前置调理电路包括依次串联的前置放大电路、整形展宽电路和放大电路。
[0009]第一超声波测距探头与第二超声波测距探头分别通过RS232总线或CAN总线与微
控制器连接。
[0010]第一超声波测距探头向反射板发出的超声波的入射角为直角。
[0011]第二超声波测距探头向测量筒体液面发出的超声波的入射角为直角。
[0012]本技术基于其技术方案所具有的有益效果在于：
[0013](1)本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器在现有的超声波蒸发器的基础上进行硬件改进，设置测量区和测速区，其中测量区的底部即为待测液面，测速区底部为反射板，两区顶部各安装一套超声波测距探头，能够实现根据测速区实时测量得到的声速数据对测量区的液位进行反馈修正，获得准确的液位值，由于声速测量直接实时获取的，其数值并非通过大气数据进行估算得到，避免了因不同温度、湿度、气压等物理条件下声速变化而造成的测量误差，确保了测量的准确性；
[0014](2)本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器的测量区可封装在测速筒体中，确保测速区中超声波测距探头和反射板的相对位置保持不变，同时测速筒体的筒壁可均匀分布换气孔，确保测速区内部与测量筒体内的大气环境保持一致，从而确保反馈修正的准确性；
[0015](3)本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器的两个超声波测距探头可分别通过微控制器采集，舍弃了现有测量探头输出模拟信号转为电流的方式，而改用微控制器测量并直接输出数字信号的方式，采集方便，降低了模拟信号与数字信号转换引入的误差；
[0016](4)本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器的两个超声波测距探头可分别通过前置调理电路与微控制器连接，为后续的数据修正计算提供了预处理，确保了微控制器采集到的信号的可读性，同时提高了抗干扰能力；
[0017](5)本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器的计算误差仅来自第一超声波测距探头与反射板之间的长度测量，与微控制器的频率精度无关，因此可以在确保测量精度的同时节约成本；
[0018](6)本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器中，两个超声波测距探头向目标反射面发出的入射角均设置为直角，可避免计算过程中引入角度形成的冗余步骤，能够简化计算过程，提高计算效率，降低计算误差。
附图说明
[0019]图1是本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器的结构示意图。
[0020]图2是现有技术中超声波蒸发器的原理示意图。
[0021]图中：1
‑
主采集器，2
‑
微控制器，3
‑
第二超声波测距探头，4
‑
测量筒体，5
‑
第一超声波测距探头，6
‑
测速筒体，7
‑
反射板，8
‑
筒内液体，9
‑
蒸发桶，10
‑
连通管。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
[0023]本技术提供了一种基于测速修正的超声波蒸发器，参照图1，包括测量筒体4和蒸发桶9，测量筒体与蒸发桶的底部通过连通管10连通形成U型管结构，测量筒体的腔体中设有测速装置和测量装置，测速装置包括第一超声波测距探头5和反射板7，第一超声波
测距探头与反射板的相对位置固定，测量装置包括位于测量筒体顶部的第二超声波测距探头3，第一超声波测距探头与第二超声波测距探头分别与微控制器2电连接，微控制器与主采集器1连接。
[0024]第一超声波测距探头和反射板封装于测速筒体6中，测速筒体的顶部连接于测量筒体的顶部，测速筒体的筒壁均匀分布有换气孔。
[0025]第一超声波测距探头与第二超声波测距探头均通过前置调理电路与微控制器连接。
[0026]前置调理电路包括依次串联的前置放大电路、整形展宽电路和放大电路。
[0027]第一超声波测距探头与第二超声波测距探头分别通过RS232总线或CAN总线与微控制器连接。
[0028]第一超声波测距探头向反射板发出的超声波的入射角为直角。
[0029]第二超声波测距探头向测量筒体液面发出的超声波的入射角为直角。
[0030]本技术提供的一种基于测速修正的超声波蒸发器的工作原理为：
[0031]S1、第一超声波测距探头发出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于测速修正的超声波蒸发器，包括测量筒体和蒸发桶，其特征在于：测量筒体与蒸发桶的底部通过连通管连通形成U型管结构，测量筒体的腔体中设有测速装置和测量装置，测速装置包括第一超声波测距探头和反射板，第一超声波测距探头与反射板的相对位置固定，测量装置包括位于测量筒体顶部的第二超声波测距探头，第一超声波测距探头与第二超声波测距探头分别与微控制器电连接，微控制器与主采集器连接。2.根据权利要求1所述的基于测速修正的超声波蒸发器，其特征在于：第一超声波测距探头和反射板封装于测速筒体中，测速筒体的顶部连接于测量筒体的顶部，测速筒体的筒壁均匀分布有换气孔。3.根据权利要求1所述的基于测速修正的超声波蒸发器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄娇郁，
申请(专利权)人：黄娇郁，
类型：新型
国别省市：