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        堡盟超聲波傳感器的液位測試

        超聲波測量液位的基本原理是:由超聲探頭發出的超聲脈沖信號,在氣體中傳播,遇到空氣與液體的界面后被反射,接收到回波信號后計算其超聲波往返的傳播時間,即可換算出距離或液位高度。超聲波測量方法有很多其它方法不可比擬的優點:(1)無任何機械傳動部件,也不接觸被測液體,屬于非接觸式測量,不怕電磁干擾,不怕酸堿等強腐蝕性液體等,因此性能穩定、可靠性高、壽命長;(2)其響應時間短可以方便的實現無滯后的實時測量。

        系統采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發射傳感器發出超聲波脈沖,傳到液面經反射后返回接收傳感器,測出超聲波脈沖從發射到接收到所需的時間,根據媒質中的聲速,能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。考慮到環境溫度對超聲波傳播速度的影響,通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正,以提高測量精度。計算公式為:

        V=331.5+0.607T(1)

        式中:V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環境溫度。

        S=V×t/2=V×(t1-t0)/2(2)

        式中:S為被測距離;t為發射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發射時刻。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻,根據以上公式,用軟件編程即可得到被測距離S。由于本系統的MCU選用了具有SOC特點的混合信號處理器,其內部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實現對傳感器的溫度補償。

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