[发明专利]一种气介式自动校准的超声波液位计

说明书

技术领域

本发明涉及一种气介式自动校准的超声波液位计。

背景技术

目前，超声波液位计在工业控制中用途广泛，相比与其它测量方法具有安全无辐射，安装方便，使用寿命长等特点。常用的超声波液位测量技术有传感器放置于液体中和放置于液面上气体介质中两种方式。 

超声波传感器置于液体中的方式容易达到较高的精度，但测量装置会受到液体残渣油污沉积，受腐蚀性影响，而且检修不方便。超声波传感器放置于液面上气体介质中的方式使用方便，维护成本较低，但测量结果的准确性需要依赖于气体声速的准确性。空气接近于理想气体其声速主要受温度影响，可由公式： 

C＝331.3+(0.606T)m/s 

计算得到，其中T为气体温度。当介质接近于理想气体(如空气)并且气体温度精确已知时，有可能达到比较高的精度，但工业控制过程中被测量的实际系统往往比较复杂，气体温度往往是一个变化的参数，液位测量很难达到高精度。对于在非理想气体环境中，计算时还要引入压力数据，使得测量装置更为复杂，精度更难以达到要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种气介式自动校准的超声波液位计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种气介式自动校准的超声波液位计，包括两个或多个存在高度差的超声波传感器及控制单元，其中每个超声波传感器包含有发射换能器和接收换能器，所述控制单元包括单片机、发射输出电路、数据存储电路、接收输入电路、通信电路和工作电源电路，单片机通过发射输出电路激励发射换能器发射超声波，超声波传播至被测液面反射回接收换能器并被转换成电信号，再经接收输入电路将两部分电信号根据时间序列分别输入至单片机的相应检测端口进行数据处理，得出各个超声波传感器之间的时间差，并根据高度差计算实时的气体声速，再经通信电路输出声速数据，并由存储电路存储数据；由工作电源电路向各部分电路提供所需的电源。

所述超声波传感器设置有两个。

所述高度差为0.1-0.2m。

所述超声波传感器的工作频率在25KHZ到2MHZ之间，各个超声波传感器的工作频率可以相同，也可以且互不相同。

在获得实时气体声速数据结果的同时还可以得到气体的实时温度参数，并将该温度参数存储至数据存储电路中。

所述发射输出电路具有隔离变压器，该发射输出电路通过变压器隔离后激励发射换能器发出超声波。

所述的发射换能器与接收换能器之间设有防止声短路的挡板。

本发明的有益效果是：一种气介式自动校准的超声波液位计，包括两个或多个存在高度差的超声波传感器及控制单元，使用时，两个或多个存在高度差的超声波传感器同时或间隔的向液面发出超声波信号，再由控制单元获取各个超声波传感器接收信号的时间差，由时间差及高度差即可计算实时的气体声速，并将该气体声速数据存储至控制单元中，即可完成实时气体声速的校正，此时再由超声波传感器测量液位高度，检测精度和可靠性均很高，且校正可自动完成，使用非常的方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个具体实施例的结构布置图。

具体实施方式

参照图1，图1是本发明一个具体实施例的结构布置示意图，如图所示，一种气介式自动校准的超声波液位计，包括两个或多个存在高度差的超声波传感器及控制单元，其中每个超声波传感器包含有发射换能器和接收换能器，在本实施例中所述超声波传感器设置有两个，分别为超声波传感器1和超声波传感器2，所述高度差D为0.1-0.2m，所述超声波传感器的工作频率在25KHZ到2MHZ之间，各个超声波传感器的工作频率可以相同，也可以且互不相同，且所述的发射换能器与接收换能器之间设有防止声短路的挡板，以提高检测的精度。