[发明专利]一种基于低功耗单片机的超声波液位跟踪仪系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波液位跟踪，特别涉及一种可用于汽车车载的基于低功耗单片机的超声波液位跟踪仪系统和方法。 

背景技术

随着嵌入式微处理器技术的迅速发展，油量液位测量仪表从早期采用浮球等机械原理逐步向机电一体化发展。国内外液位测量仪表发展的技术动向主要有以下三个热点： 

1、智能化； 

2、非接触测量方式的液位计； 

3、新原理的小型液位开关； 

在非接触测量方式的液位计中，有很多基于不同测量原理的液位计：雷达液位计、激光液位计、γ射线液位仪、超声波液位计等。其中，超声波液位计是目前发展最为快速的一种技术，在技术、成本、精度、安装等方面具有综合优势。超声波测距技术基于超声波在介质中的传播速度及遇到被测液位表面产生反射的原理，超声换能器发射超声波脉冲信号到接收到回波所需的时间，就表示了介质与超声换能器之间的距离。 

国内外液位测量仪表在早期大多采用机械原理，随着嵌入式微处理器技术的迅速发展，液位测量仪表已从采用浮球等机械原理逐步向机电一体化发展，当前国外液位测量技术的主要发展特点为： 

1、适应国际市场需要，占领技术领域制高点； 

2、生产与市场紧密联系； 

3、高度产品质量意识，生产高度自动化； 

4、产供销网络化，全方位技术服务； 

德国Endress+Hauser(恩德斯豪斯，简称E+H公司)是世界范围内自动化领域的领导者之一，E+H公司总部位于瑞士，先后在德国、瑞士、法国、美国、日本、中国等世界工业国成立了规模庞大的生产中心，在全球有超过六万名员工进行研究、开发、生产、销售和维护等工作，拥有70多个独立的子公司分布在全球，E+H公司严格的品质管理和完整的质保体系均达到ISO9001国际标准。其投建生产的表面贴焊自动化生产线是全世界速度最快的，速度为其他公司的3倍。 

荷兰Honeywell(霍尼韦尔)公司的DCS测量系统测量精度高、运行稳定、环境适应能力 强、扩展性能好、协议灵活，被广泛应用于全世界各罐区。在该公司的智能雷达液位计性能测试中，在18米长的测量通道上，雷达探测头与激光探测头自动每隔一毫米正反测量一次，保证了测量的高精度。 

我国在液位测量技术领域与国外相比还有非常大的差距。国内计量仪表的生产和发展主要采用引进国外先进技术，仿制国外先进产品，合资代理等方式，缺乏拥有完全自主产权的核心技术。国内在计量仪表领域普遍存在着产品性能指标低、仪表可靠性能差、企业科研技术实力薄弱、企业生产设备落后、不重视产品售后服务等问题。近年来，由于我国在精确计量仪表领域的不断努力，已出现了某些高新技术液位计产品达到甚至超过国际先进水平，但在市场认可度，市场占有率等方面还远远无法与国外相比。 

北京均友欣业科技有限公司研究开发的BJLM-80伺服式液位计技术新颖，功能齐全，可同时测量液位，不同液体分界面、单点温度、平均温度、分段密度、平均密度、分段压力等。该系统测量精度高，对液位的测量精度为±1mm、分界面的精度为±2mm、温度精度±0.2℃、密度精度±0.5kg/m3。该产品性能可靠，使用简便，打破了国外产品在该领域的垄断，填补了国内的空白。 

中科院光学研究所与武汉大学均研制成功了基于光纤的液位检测系统。北京航天智控工程公司研制的UBG光导电子液位仪，其精度可达±2mm；MET-I型磁效应液位仪精度为0.05％。1995年推出的BL30雷达液位计精度为±[1+空高×3‰][1]。这些产品的相继研发成功大大推动了我国液位检测技术的发展，为赶超国际先进技术做出了贡献。 

国内外超声波测距技术的发展现状：超声波测距是利用超声波反射原理检测常压或低压容器内液体液位或固体料位的非接触式物位测量方式，可广泛应用于化工、电力、冶金、轻工、水处理等工业或民用部门的各种液体或固体物位测量，并可以对明渠、堰体中的流量进行测量。超声波液位计是非接触式液位计中发展最快的一种，国内外对超声波测距仪研究，主要在大量程测距、高精确度测距以及测距智能化，网络化等几个方向。智能化的超声波液位计通常带有一套功能强大的软件系统对其所发射出的探测超声波波及回波进行分析。