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智能超聲波液位測(cè)量裝置制造方法

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智能超聲波液位測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】智能超聲波液位測(cè)量裝置,其涉及遠(yuǎn)程控制【技術(shù)領(lǐng)域】。它包含遠(yuǎn)程測(cè)量器、GSM/CDNA收發(fā)硬件平臺(tái)和上位機(jī),遠(yuǎn)程測(cè)量器過(guò)無(wú)線與GSM/CDNA收發(fā)硬件平臺(tái)連接,GSM/CDNA收發(fā)硬件平臺(tái)與上位機(jī)有線連接。所述的遠(yuǎn)程測(cè)量器包含STC15W254S單片機(jī)模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊,STC15W254S單片機(jī)模塊有三個(gè)接口,分別連接超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊。本實(shí)用新型成本低、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高、使用方便。
【專利說(shuō)明】智能超聲波液位測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)程控制【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及智能超聲波液位測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前,采用超聲波液位測(cè)量液體礦井中液位的變化已經(jīng)廣泛應(yīng)用,超聲波液位測(cè)量裝置是由微處理器控制的數(shù)字儀表。在測(cè)量中超聲波脈沖由發(fā)射器發(fā)出,聲波經(jīng)液體表面反射后被接收器接收,并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算測(cè)量裝置到被測(cè)液體表面的距離?,F(xiàn)有技術(shù)中接收到數(shù)據(jù)信息后傳輸?shù)阶詭У慕邮掌?,并由儀表顯示,不能遠(yuǎn)觀察,具有空間上的局限性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供智能超聲波液位測(cè)量裝置,它能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸液位信息,且具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、耗能少等特點(diǎn)。
[0004]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題,本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案:它包含遠(yuǎn)程測(cè)量器、GSM/⑶NA收發(fā)硬件平臺(tái)和上位機(jī),遠(yuǎn)程測(cè)量器過(guò)無(wú)線與GSM/⑶NA收發(fā)硬件平臺(tái)連接,GSM/⑶NA收發(fā)硬件平臺(tái)與上位機(jī)有線連接。所述的遠(yuǎn)程測(cè)量器包含STC15W254S單片機(jī)模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊,STC15W254S單片機(jī)模塊有三個(gè)接口,分別連接超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊。本實(shí)用新型成本低、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高、使用方便。
[0005]本實(shí)用新型的原理:
[0006]由于系統(tǒng)采用了新型高效能低功耗單片機(jī)來(lái)處理信息,使得裝置具有外圍電路簡(jiǎn)潔、可靠性較高等特點(diǎn)。增強(qiáng)了系統(tǒng)的功能,減化了主控制器外圍的電路,提高了電路的可靠性。又因?yàn)橄到y(tǒng)由RS485通訊傳輸?shù)交驹偻ㄟ^(guò)以太網(wǎng),還可以把信息直接由井下傳送到地面的總調(diào)度室,供集中監(jiān)控和處理。
[0007]液位信息采集電路包括超聲波發(fā)射和接收電路、溫度傳感器。其中溫度傳感器嵌入在微處理器內(nèi)。超聲波發(fā)射電路主要由微分電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。CPU發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)微分電路變成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào),然后通過(guò)可控硅去控制高壓,形成高壓脈沖。高壓脈沖驅(qū)動(dòng)超聲波探頭,探頭把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,產(chǎn)生超聲波。超聲波脈沖信號(hào)接收電路包括接收信號(hào)的限幅、放大、比較、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)等環(huán)節(jié),形成一個(gè)窄脈沖信號(hào)。超聲波傳播速度受溫度的影響,精確的測(cè)量需要溫度補(bǔ)償。
[0008]鍵盤輸入接口電路和L C D顯示接口電路構(gòu)成人機(jī)交互接口電路,智能型傳感器通常都有液晶顯示和手動(dòng)操作按鈕,LCD顯示器顯示液位數(shù)據(jù)信息,按鍵輸人用來(lái)選擇工作模式。
[0009]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0010]智能型超聲波液位測(cè)量裝置是在超聲波液位測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上,使用微處理器作為控制核心而研制開發(fā)的,具有傳統(tǒng)超聲波液位測(cè)量裝置所不具有的特點(diǎn):
[0011]1.測(cè)量精度高。測(cè)量精度取決于智能液位測(cè)量裝置控制芯片的計(jì)數(shù)頻率,通過(guò)修改計(jì)數(shù)頻率可以修改測(cè)量的精度,另外,液位測(cè)量裝置的測(cè)量精度與溫度有直接的關(guān)系,該智能型超聲波液位測(cè)量裝置可進(jìn)行溫度補(bǔ)償,提高了測(cè)量的精度。
[0012]2.具有診斷功能??梢栽O(shè)定超聲波在I秒鐘接收有效回收次數(shù),若未收到該次數(shù)的有效回波,認(rèn)為接收或發(fā)送系統(tǒng)異常,給出異常信息。
[0013]3.具有計(jì)算、補(bǔ)償功能。采用一定的算法,將各次測(cè)量的結(jié)果排序,取中間的一些數(shù)值,求其平均值,并將溫度值進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。
[0014]4.具有強(qiáng)大的通訊功能。液位信息為數(shù)字量,將數(shù)字量轉(zhuǎn)變成4?20毫安模擬量輸出,模擬電流量有利于傳輸,抗干擾能力強(qiáng);將液位信息通過(guò)異步串行通訊傳給上位機(jī);以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸液位信息。
[0015]綜上所述,智能型超聲波液位測(cè)量裝置是將單片機(jī)、嵌人式系統(tǒng)引入儀表,開發(fā)出的智能型液位測(cè)量裝置,它突破了傳統(tǒng)傳感器的單一功能,具有自動(dòng)測(cè)量、高精度、功能擴(kuò)展容易、與外部通訊強(qiáng)大的功能,完全能適應(yīng)煤礦控制體系的網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化發(fā)展的要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0016]圖1為本實(shí)用新型測(cè)量液位原理示意圖;
[0017]圖2為本實(shí)用新型的智能型超聲波液位測(cè)量裝置的系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1-2,它包含遠(yuǎn)程測(cè)量器、GSM/⑶NA收發(fā)硬件平臺(tái)和上位機(jī),遠(yuǎn)程測(cè)量器過(guò)無(wú)線與GSM/CDNA收發(fā)硬件平臺(tái)連接,GSM/CDNA收發(fā)硬件平臺(tái)與上位機(jī)有線連接。所述的遠(yuǎn)程測(cè)量器包含STC15W254S單片機(jī)模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊,STC15W254S單片機(jī)模塊有三個(gè)接口,分別連接超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊。
[0019]計(jì)算:在超聲波測(cè)距中,發(fā)射端得到輸出一系列脈沖方波信號(hào),脈沖寬度為發(fā)射超聲波的時(shí)間間隔,被測(cè)物距離越大,脈沖寬度越大,輸出脈沖個(gè)數(shù)與被測(cè)距離成正比。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即被反射回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí),超聲波在空氣中的傳播速度為C,根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離L,即:L =Ct/2。
【權(quán)利要求】
1.智能超聲波液位測(cè)量裝置,其特征在于它包含遠(yuǎn)程測(cè)量器、GSM/CDNA收發(fā)硬件平臺(tái)和上位機(jī),遠(yuǎn)程測(cè)量器過(guò)無(wú)線與GSM/⑶NA收發(fā)硬件平臺(tái)連接,GSM/⑶NA收發(fā)硬件平臺(tái)與上位機(jī)有線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能超聲波液位測(cè)量裝置,其特征在于所述的遠(yuǎn)程測(cè)量器包含STC15W254S單片機(jī)模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/CDNA嵌入式收發(fā)模塊,STC15W254S單片機(jī)模塊有三個(gè)接口,分別連接超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和GSM/⑶NA嵌入式收發(fā)模塊。
【文檔編號(hào)】G01F23/296GK204085636SQ201420359978
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】韓軍峰, 劉亮, 汪慎遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:安徽圣力達(dá)電器有限公司
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