一种基于单片机的超声波液位测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液位测量仪器，特别涉及是一种基于单片机的超声波液位测量仪。
【背景技术】
[0002]随着当今社会的发展，液位测量的方式都采用智能方式量取；目前国内一般使用专用集成电路(如LM1812)设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且没有显示，操作很不方便。
[0003]用超声波测量液位具有下述突出的优点:检测元件可以不与被测介质接触，可测范围广；可测量低温介质的液位；换能器无可动部件，寿命长等。
[0004]常规超声波测量仪采用单脉冲计时法进行测量，具体原理为:超声波发射探头在驱动信号作用下向外发射一定频率的超声波，在发射同时刻计数器开始计时，超声波碰到液面后立即返回，接收探头接收到回波后计数器立即停止计时。计时器所记时间就是超声波往返的时间，由此可以计算待测液位。
[0005]上述测量方法依靠接收到的回波触发计时器停止计时，但回波信号中信噪比较差，使得计时器计时误差较大，从而影响测量精度，导致测量精度较低。
[0006]现有技术中的超声波测量仪种类也有很多，但是大多具有测量精度偏低、误差大的缺点；具体的参考中国实用新型专利，专利号为:201120151083.6，其公开了一种多功能超声波测量仪，由超声波产生模块、超声波接收处理模块以及中央数据处理模块组成，所述中央数据处理模块包括计数器模块、功能选择模块、超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块以及后处理模块。再参考中国发明专利，专利号为:200910258169.6，其公开了一种超声波测量仪包括，但并不局限于发射器、接收器和计算器，其中发射器向具有泡和/或颗粒的流体发射一连串超声波脉冲信号，这一连串超声波脉冲串信号，这一连串超声波脉冲信号被流体中的气泡和/或颗粒反射，成为一连串反射信号；接收器接收这一连串反射信号；计算器通过对从接收器输出的一连串接收信号执行相关处理来计算多个相关系数，并基于所述多个相关系数来计算流体的物理量。
[0007]鉴于以上缺陷，实有必要提供一种可以克服上述缺陷的超声波液位测量仪。
【发明内容】
[0008]本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种检测元件不与被测介质接触、可测范围广、可测量低温介质的液位；换能器无可动部件，寿命长，并且超声波捕捉能力更高、更具智能性及更高准确度和可靠性。
[0009]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0010]本发明一种基于单片机的超声波液位测量仪包括:单片机模块、超声波发射模块、超声波接收捕捉模块、LED显示电路模块；其结构特点是:单片机模块的一个引脚输出端口与超声波发射模块相连接，经超声波发射模块发出信号后，由超声波接收捕捉模块接收信号；信号由第一运算放大器和第二运算放大器处理后，再经集成锁相环路解码器处理后输出与单片机模块的一个输入端引脚相连；单片机模块当中的另外两个引脚与外接LED显示电路相连接，并且单片机模块还外部输出接有声速调整模块和延时调整模块。
作为本发明的一种优选方案，本发明所述单片机模块所采用的单片机型号是89C51，以89C51单片机作为主控元件的超声波液位测量、电路及测控程序；集成锁相环路解码器是LM567，作为超声波检测元件。
[0011]进一步地，所述单片机模块的单片机的一个输出引脚Pl.7发出约40kHz的方波，方波输出给超声波发射模块，同时单片机模块内的定时器开始定时。
[0012]更进一步地，所述超声波发射模块是由三极管T构成，经过三极管T处理发出超声波信号。
[0013]作为本发明的另一种优选方案，所述超声波接收捕捉模块是由第一运算放大器Al、第二运算放大器A2和集成锁相环路解码器LM567所组成来接收超声波信号进行处理。
[0014]另外，所述单片机模块的定时器定时时间即为超声波从发射到接收的时间t 单片机模块计算出距离输送给LED显示电路模块。
[0015]本发明的有益效果是。
[0016]本发明采用集成锁相环路解码器LM567作为超声波检测元件，以89C51单片机作为主控元件的超声波液位测量的原理、电路及测控程序。
[0017]用超声波测量液位具有不与被测介质接触、可测量低温介质、无可动部件、寿命长等优点。
[0018]以LM567作为超声波检测元件可降低系统的价格，提高超声波捕捉能力；采用单片机来控制超声波的发射与接收，并且计算出液位，使检测具有更高的智能性。
【附图说明】
[0019]图1是本发明一种基于单片机的超声波液位测量仪的测量系统电路图。
[0020]图2是本发明一种基于单片机的超声波液位测量仪的程序流程图。
[0021]其中，I为单片机模块、2为超声波发射模块、3为超声波接收捕捉模块、4为LED显示电路模块、5为声速调整模块、6为延时调整模块。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，为本发明一种基于单片机的超声波液位测量仪的测量系统电路图。图中包括:单片机模块1、超声波发射模块2、超声波接收捕捉模块3、LED显示电路模块4 ；其中单片机模块I的一个引脚输出端口与超声波发射模块2相连接，经超声波发射模块2发出信号后，由超声波接收捕捉模块3接收信号；信号由第一运算放大器和第二运算放大器处理后，再经集成锁相环路解码器处理后输出与单片机模块的一个输入端引脚相连；单片机模块I当中的另外两个引脚与外接LED显示电路4相连接，并且单片机模块I还外部输出接有声速调整模块5和延时调整模块6。
[0023]图1中，本发明单片机模块I所采用的单片机型号是89C51，以89C51单片机作为主控元件的超声波液位测量、电路及测控程序；集成锁相环路解码器是LM567，作为超声波检测元件。本发明单片机模块I的单片机的一个输出引脚Pl.7发出约40kHz的方波，方波输出给超声波发射模块2，同时单片机模块I内的定时器开始定时。本发明超声波接收捕捉模块3是由第一运算放大器Al、第二运算放大器A2和集成锁相环路解码器LM567所组成来接收超声波信号进行处理。本发明单片机模块I的定时器定时时间即为超声波从发射到接收的时间t ,.单片机模块I计算出距离输送给LED显示电路模块4。
[0024]下面结合【附图说明】本发明的工作原理过程，首先是由单片机模块I的引脚Pl.7输出约40kHz的方波方波输出给超声波发射模块2，同时单片机模块I内的定时器开始定时；然后紧接着超声波接收捕捉模块3接收超声波信号进行处理，定时器定时时间即为超声波从发射到接收的时间t ,.单片机模块I计算出距离输送给LED显示电路模块4。
【主权项】
1.一种基于单片机的超声波液位测量仪，其中包括:单片机模块(1)、超声波发射模块(2 )、超声波接收捕捉模块(3 )、LED显示电路模块(4 )，其特征在于:单片机模块(1)的一个引脚输出端口与超声波发射模块(2 )相连接，经超声波发射模块(2 )发出信号后，由超声波接收捕捉模块(3 )接收信号；信号由第一运算放大器和第二运算放大器处理后，再经集成锁相环路解码器处理后输出与单片机模块(1)的一个输入端引脚相连；单片机模块(1)当中的另外两个引脚与外接LED显示电路(4)相连接，并且单片机模块还外部输出接有声速调整模块(5 )和延时调整模块(6 )。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的超声波液位测量仪，其特征在于:所述单片机模块(1)所采用的单片机型号是89C51，以89C51单片机作为主控元件的超声波液位测量、电路及测控程序；集成锁相环路解码器是LM567，作为超声波检测元件。3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的超声波液位测量仪，其特征在于:所述单片机模块(1)的单片机的一个输出引脚P1.7发出约40kHz的方波，方波输出给超声波发射模块(2)，同时单片机模块(1)内的定时器开始定时。4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的超声波液位测量仪，其特征在于:所述超声波发射模块(2 )是由三极管T构成，经过三极管T处理发出超声波信号。5.根据权利要求4所述的一种基于单片机的超声波液位测量仪，其特征在于:所述超声波接收捕捉模块(3 )是由第一运算放大器A1、第二运算放大器A2和集成锁相环路解码器LM567所组成来接收超声波信号进行处理。6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的超声波液位测量仪，其特征在于:所述单片机模块(1)的定时器定时时间即为超声波从发射到接收的时间? ,.单片机模块(1)计算出距离输送给LED显示电路模块(4 )。
【专利摘要】一种基于单片机的超声波液位测量仪。本发明提供一种检测元件不与被测介质接触、可测范围广、可测量低温介质的液位;换能器无可动部件,寿命长，并且超声波捕捉能力更高、更具智能性及更高准确度和可靠性。本发明包括单片机模块、超声波发射模块、超声波接收捕捉模块、LED显示电路模块；单片机模块的一个引脚输出端口与超声波发射模块相连接，经超声波发射模块发出信号后，由超声波接收捕捉模块接收信号；信号由第一运算放大器和第二运算放大器处理后，再经集成锁相环路解码器处理后输出与单片机模块的一个输入端引脚相连；单片机模块当中的另外两个引脚与外接LED显示电路相连接，并且单片机模块还外部输出接有声速调整模块和延时调整模块。
【IPC分类】G01F23/296
【公开号】CN105333925
【申请号】CN201410402066
【发明人】郭洪
【申请人】郭洪
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年8月15日