一種超聲波液位計的液位檢測系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種超聲波液位計的液位檢測方法，涉及液位檢測技術領域，包括以下步驟：基于發波控制模塊，按照預設的發波強度初始值發射脈沖信號并接收第一回波信號；通過放大模塊

【技術實現步驟摘要】
一種超聲波液位計的液位檢測系統及方法


[0001]本專利技術涉及液位檢測
，具體而言，涉及一種超聲波液位計的液位檢測系統及方法
。

技術介紹

[0002]超聲波液位計是由微處理器控制的數字液位儀表
。
在測量中超聲波液位計的傳感器發出超聲波脈沖，聲波經液體表面反射后被同一傳感器接收，通過壓電晶體轉換成電信號，并由聲波的發射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離
。
由于采用非接觸的測量，被測介質幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量
。
[0003]目前的超聲波液位計以固定的發波強度發射脈沖信號，固定的發波強度在距離較近時容易產生虛假回波，在距離較大時又容易因為回波過小而無法正確提取
。

技術實現思路

[0004]為了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本專利技術提供一種超聲波液位計的液位檢測系統及方法，通過以不同的發波強度發射脈沖信號，可以有效避免無效的反射波對測量的影響，提高測量的準確性
。
[0005]本專利技術的實施例是這樣實現的：
[0006]第一方面，本專利技術提供一種超聲波液位計的液位檢測系統，包括：
[0007]發波控制模塊
、
放大模塊
、
帶通濾波模塊
、
均值檢波模塊以及微控制模塊；
[0008]上述發波控制模塊和上述放大模塊連接，上述放大模塊還和上述帶通濾波模塊連接，上述帶通濾波模塊還和上述均值檢波模塊連接，上述均值檢波模塊還和上述微控制模塊連接，上述微控制模塊還和上述發波控制模塊連接；
[0009]上述微控制模塊，用于存儲經通過放大模塊
、
帶通濾波模塊以及檢波模塊處理后的回波信號，并從中提取出目標回波信號；所述微控制模塊還用于記錄目標回撥信號的發波時間和回波時間，計算待測距離值，并通過溫度補償修正待測距離值；
[0010]上述發波控制模塊，用于根據待測距離值發射不同強度的脈沖信號；
[0011]上述放大模塊，用于基于不同增益值調整回波信號的大小，得到放大回波信號；
[0012]上述帶通濾波模塊，用于對放大回撥信號進行濾波處理，得到第二回波信號；
[0013]上述均值檢波模塊，對第二回波信號進行檢波處理，解調出原信號
。
[0014]為了有效避免無效的反射波對測量的影響，提高測量的準確度，首先，基于發波控制模塊，按照預設的發波強度初始值發射脈沖信號并接收第一回波信號，其中，發波控制模塊能夠根據微控制模塊中計算得到的待測距離值發射不同強度的脈沖信號；其次，通過放大模塊
、
帶通濾波模塊以及均值檢波模塊對第一回波信號進行處理，其中，放大模塊能夠基于不同增益值調整回波信號的大小；再次，基于微控制模塊，采集并將處理后的第一回波信號存儲在內部
RAM
中，并從中提取出目標回波信號，記錄并根據目標回波信號的發波時間和回波時間計算待測距離值，并通過溫度補償修正待測距離值
。
[0015]在本專利技術中，發波控制模塊能夠根據微控制模塊中計算得到的待測距離值發射不同強度的脈沖信號，固定的發波強度在距離較近時容易產生虛假回波，在距離較大時又容易因為回波過小而無法正確提取，因此，根據實際的待測距離值調整發波強度可以有效避免無效的反射波對測量的影響，有助于與提取有效的回波信號，避免無效的反射波對測量的影響
,
提高測量的準確度
。
[0016]基于第一方面，在本專利技術的一些實施例中，上述發波控制模塊包括反相器
U9A
及電阻
R39、R45、R46、R47
；
[0017]上述反相器
U9A
的一端與電阻
R45
連接，另一端與電阻
R39
連接后接入測試點，上述反相器
U9A
通過電阻
R46
后接地；且電阻
R47
與上述反相器
U9A
并聯
。
[0018]基于第一方面，在本專利技術的一些實施例中，上述放大模塊包括
AD623
放大芯片
U1、
電阻
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、
電容
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、
二極管
D1、D2、D3、D4
及電感
L1、L2
；
[0019]上述
AD623
放大芯片
U1
的
RG
?
引腳和電容
C5、
電容
C2
及電阻
R2
串聯后和上述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；
[0020]上述
AD623
放大芯片
U1
的
RG+
引腳和電容
C3、
電容
C1
及電阻
R1
串聯后和上述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；
[0021]上述
AD623
放大芯片
U1
的
IN
?
引腳和電容
C2、
電阻
R2
串聯后和上述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；
[0022]上述
AD623
放大芯片
U1
的
IN+
引腳和電容
C1、
電阻
R1
串聯后和上述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；
[0023]上述
AD623
放大芯片
U1
的
OUT
引腳與電容
C8
及電阻
R9
串聯后和上述帶通濾波模塊連接
。
[0024]基于第一方面，在本專利技術的一些實施例中，上述帶通濾波模塊包括
LMV3241
濾波芯片
U2、
電阻
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、
電容
C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15
及電感
L3、L4
；
[0025]上述
LMV3241
濾波芯片
U2
的
OUT1
引腳和電容
C13、
電阻
R15
及電容
C14
串聯后和上述均值檢波模塊連接；
[0026]上述
LMV3241
濾波芯片
U2
的
IN1
?
引腳和電容
C13、
電阻
R16、
電阻
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種超聲波液位計的液位檢測系統，其特征在于，包括：發波控制模塊
、
放大模塊
、
帶通濾波模塊
、
均值檢波模塊以及微控制模塊；所述發波控制模塊和所述放大模塊連接，所述放大模塊還和所述帶通濾波模塊連接，所述帶通濾波模塊還和所述均值檢波模塊連接，所述均值檢波模塊還和所述微控制模塊連接，所述微控制模塊還和所述發波控制模塊連接；所述微控制模塊，用于存儲經通過放大模塊
、
帶通濾波模塊以及檢波模塊處理后的回波信號，并從中提取出目標回波信號；所述微控制模塊還用于記錄目標回撥信號的發波時間和回波時間，計算待測距離值，并通過溫度補償修正待測距離值；所述發波控制模塊，用于根據待測距離值發射不同強度的脈沖信號；所述放大模塊，用于基于不同增益值調整第一回波信號的大小，得到放大回波信號；所述帶通濾波模塊，用于對放大回撥信號進行濾波處理，得到第二回波信號；所述均值檢波模塊，對第二回波信號進行檢波處理，解調出原信號
。2.
根據權利要求1所述的一種超聲波液位計的液位檢測系統，其特征在于，所述發波控制模塊包括反相器
U9A
及電阻
R39、R45、R46、R47
；所述反相器
U9A
的一端與電阻
R45
連接，另一端與電阻
R39
連接后接入測試點，所述反相器
U9A
通過電阻
R46
后接地；且電阻
R47
與所述反相器
U9A
并聯
。3.
根據權利要求2所述的一種超聲波液位計的液位檢測系統，其特征在于，所述放大模塊包括
AD623
放大芯片
U1、
電阻
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、
電容
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、
二極管
D1、D2、D3、D4
及電感
L1、L2
；所述
AD623
放大芯片
U1
的
RG
?
引腳和電容
C5、
電容
C2
及電阻
R2
串聯后和所述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；所述
AD623
放大芯片
U1
的
RG+
引腳和電容
C3、
電容
C1
及電阻
R1
串聯后和所述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；所述
AD623
放大芯片
U1
的
IN
?
引腳和電容
C2、
電阻
R2
串聯后和所述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；所述
AD623
放大芯片
U1
的
IN+
引腳和電容
C1、
電阻
R1
串聯后和所述發波控制模塊中的電阻
R39
連接；所述
AD623
放大芯片
U1
的
OUT
引腳與電容
C8
及電阻
R9
串聯后和所述帶通濾波模塊連接
。4.
根據權利要求3所述的一種超聲波液位計的液位檢測系統，其特征在于，所述帶通濾波模塊包括
LMV3241
濾波芯片
U2、
電阻
R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、
電容
C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15
及電感
L3、L4
；所述
LMV3241
濾波芯片
U2
的
OUT1
引腳和電容
C13、
電阻
R15
及電容
C14
串聯后和所述均值檢波模塊連接；所述
LMV3241
濾波芯片
U2
的
IN1
?
引腳和電容
C13、
電阻
R16、
電阻
R12、
電容
C11、
電容
C10
及電阻
R9
串聯后和所述放大模塊的
OUT
引腳連接，且電容
C10
和電阻
R10
并聯；所述
LMV3241
濾波芯片
U2
的
IN1+
引腳和電阻
R13、
電阻
R15、
電容
C13、
電阻
R16、
電阻
R12、
電容
C11、
電容
C10
及電阻
R9
串聯后和所述放大模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜勤富，
申請(專利權)人：杭州燁立科技有限公司，
類型：發明
國別省市：