一种超声波液位检测及自动控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种超声波液位检测及自动控制装置，其硬件部分主要包括52单片机处理器（1），超声波测距探头，脉冲生成电路（2），D/A转换模块（3），数码管显示器（4），电磁继电器开关，蜂鸣器（5）等，软件部分主要为单片机处理程序。通过超声波探头进行液位的检测，将数据传送到单片机数据进行处理，通过数码管进行显示，并根据设定好的阈值进行比较，对电磁继电器及蜂鸣器发出相应信号，使其做出相应动作，实现对进料口及出料口的控制，从而控制液面在设定范围内。通过本装置，可实现液面的实时监测与控制，实现自动调节液位在适当范围。本发明能有效减少工人工作量，且成本低，具有广泛的应用价值。
【专利说明】
一种超声波液位检测及自动控制装置
技术领域
[0001]本发明属于工业自动化领域，特别是涉及到一种基于单片机的超声波液位检测及自动控制装置，特别涉及液位的安全范围控制及超范围报警方法。
【背景技术】
[0002]由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。超声波测距技术具有非接触、高精度、价格低、使用方便等优点，现已广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活等领域。声波经液体表面反射后被同一传感器或超声波接收器接收，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。
[0003]工业生产中存在大量存储生产材料的储液罐及用于进行化学反应的反应釜，在实际生产过程中，由于存储液体的酸碱性及储液罐的高度等问题对液面的检测与控制影响着生产的各个方面，对液面的自动控制具有高度价值。
[0004]现有的技术中，大多采用对液面检测后显示，由人工控制进出料口的阀门一控制液面的方法，本发明专利提供一种超声波液位检测及自动控制系统，实现液面的自动检测与控制，减少了人工干预。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种超声波液位检测及自动控制装置，实现液面的自动检测与控制，由装置完成检测与液面范围控制，实现自动调节，从而减少了人工干预，初步实现自动化。
[0006]—种超声波液位检测及自动控制装置，系统中包括控制器(I)，收发分离超声波探头(2)，D/A转换模块(3)，显示模块(4)，自动控制及报警模块(5);所述控制器为STC89C52单片机;所述超声波测距探头为收发分离式探头，与单片机通过通用I/O 口连接;所述显示模块为4位共阴极数码管，与单片机通过通用I/O 口连接;所述D/A转换模块为pcf8591模块，用于数据的模拟量输出，模块与单片机通过通用I/O口连接;所述自动控制及报警模块采用5V电磁继电器开关与无源蜂鸣器组成，与单片机通过通用I/O口连接;对于自动控制部分为控制液面在适当范围，当其超出或低于范围时利用自动控制装置实现报警与进出料口开关阀开闭控制;所述装置可利用D/A转换模块的模拟输出实现与现场其他控制装置相连。具有良好兼容性。
【附图说明】
[0007]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明:
[0008]图1为本发明一种超声波液位检测及自动控制装置的系统框图。
[0009]图2为本发明一种超声波液位检测及自动控制装置的硬件连接图。
[0010]图3为本发明一种超声波液位检测及自动控制装置的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图和具体实施例对本专利作进一步的详细说明。
[0012]所述该系统利用单片机产生脉冲信号通过I/O口传送到超声波测距探头，使探头反馈相应信号并传回单片机，利用单片机进行相应的数据处理，并通过数码管显示测得距离，通过D/A转换模块实现数据模拟化输出，同时根据与设定范围进行比较，实现对进出料口阀的开关控制实现液位的保持，并根据比较确定是否发出警报。
[0013]如图3所示，一种超声波液位检测及自动控制装置的工作步骤如下:
[0014]步骤一、当系统上电后，单片机产生一组40kHz的脉冲信号，通过P3.0口输出到超声波探头，同时单片机启动定时器；
[0015]步骤二、超声波探头收到激励后发射探头发出超声波信号，遇到界面反射，接收探头收到相应超声波信号，并传回单片机P3.1 口；
[0016]步骤三、单片机P3.1口收到信号，同时将定时器数值读出，根据设定公式计算液位高度；
[0017]步骤四、单片机通过Pl 口及P2.4-P2.7 口控制数码管进行液位高度输出，同时通过P2.0，P2.1 口将液位高度数值送入D/A转换模块，用于数据的模拟量输出；
[0018]步骤五、单片机通过与设定值对比，确定液面高度是否符合设定范围，符合点亮绿色LED小灯，不符合进行报警并控制相应继电器闭合5s(高于范围则关闭控制进料口开关继电器，低于范围则关闭出料口开关继电器)。
【主权项】
1.一种超声波液位检测及自动控制装置，系统中包括控制器，收发分离超声波测距探头，D/A转换模块，显示模块，自动控制及报警模块。2.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，所述控制器为STC89C52单片机。3.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，所述超声波测距探头为收发分离式探头，与单片机通过通用I/o 口连接。4.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，所述显示模块为4位共阴极数码管，与单片机通过通用I/O 口连接。5.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，所述D/A转换模块为PCF8591模块，用于数据的模拟量输出，模块与单片机通过通用I/O口连接。6.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，所述自动控制及报警模块采用5V电磁继电器开关与无源蜂鸣器组成，与单片机通过通用I/O 口连接。7.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，对于自动控制部分为控制液面在适当范围，当其超出或低于范围时利用权利6所述装置实现报警与进出料口开关阀开闭控制。8.如权利I所述的一种超声波液位检测及自动控制装置，其特征在于，所述装置可利用如权利5所述模拟量输出实现与现场其他控制装置相连，具有良好兼容性。
【文档编号】G05D9/12GK105867444SQ201610339906
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】周原, 隋景林, 刘明山, 高凤喜, 李晓坤, 曾颖
【申请人】吉林大学