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對(duì)于超聲波液位計(jì)在未來(lái)市場(chǎng)上的地位等價(jià)的穩(wěn)健和牢固，不單單靠著產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的外觀(guān)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品越來(lái)越智能化成為zui主要的關(guān)鍵。

對(duì)于超聲波液位計(jì)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，我們分為兩大塊:

1超聲波液位計(jì) 由超聲波探頭，發(fā)射控制與接收處理電路，控制器和顯示等部分組成。其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。收發(fā)及換能器探頭由壓電式換能器、收發(fā)器及溫度補(bǔ)償電路組成；收發(fā)器包括發(fā)射控制與接收處理電路，主要由超聲波發(fā)射脈寬控制、回波信號(hào)檢波、比較、微分、整形等信號(hào)處理電路組成；顯示電路采用74LS164和LED組成，完成系統(tǒng)參數(shù)及液位高度的顯示；控制器是以80C552單片微機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)，主要完成按鍵的掃描處理，超聲波的發(fā)射控制，接收回波時(shí)間的計(jì)算，以及液位的換算等。本文重點(diǎn)介紹為了提高測(cè)量精度及減小測(cè)量盲區(qū)對(duì)超聲波回波檢測(cè) 所采取的軟硬件措施。

2在超聲波發(fā)射以及存在較強(qiáng)余振的時(shí)候，是不能同時(shí)檢測(cè)回波的。因此，在距探頭發(fā)射面較近的一定距離內(nèi)不能正常檢測(cè)，形成檢測(cè)盲區(qū)。一般常見(jiàn)的國(guó)內(nèi)外超聲波儀表盲區(qū)范圍大于0.30m。通過(guò)對(duì)測(cè)量精度以及盲區(qū)形成原因進(jìn)行具體的分析，得出盲區(qū)的大小主要與發(fā)射波的強(qiáng)弱以及回波檢測(cè)的方法有關(guān)。一般情況下，當(dāng)距離相同時(shí)，發(fā)射波強(qiáng)，接收的回波信號(hào)就強(qiáng)，但余振也強(qiáng)，盲區(qū)就大。反之，則小。當(dāng)發(fā)射波強(qiáng)度相同時(shí)，檢測(cè)距離愈近，接收的回波信號(hào)愈強(qiáng)，盲區(qū)愈大。其次，當(dāng)超聲波探頭向液面發(fā)射一束超聲波后，該波在液面與探頭之間多次反射，使接收回路產(chǎn)生多個(gè)回波，在80C552形成一串中斷信號(hào)。其中發(fā)射脈沖寬度對(duì)測(cè)量精度的影響很大，為此，本儀器 在設(shè)計(jì)時(shí)采取以下措施：①自動(dòng)控制發(fā)射波的強(qiáng)弱以減小檢測(cè)盲區(qū)。具體做法是通過(guò)測(cè)試性的發(fā)射和距離的檢測(cè)，使得發(fā)射波的弱強(qiáng)隨檢測(cè)距離的變化而變化。②在軟件設(shè)計(jì)中實(shí)施一些特殊的處理方法，郡在記錄回波的時(shí)刻中，每次測(cè)量連續(xù)記錄四次回波時(shí)刻，在計(jì)算回波時(shí)間時(shí)，以zui后兩次的時(shí)刻差作為超聲波的傳播時(shí)間。這樣處理就避免了發(fā)射脈沖寬度對(duì)測(cè)量的影響，從而使測(cè)量更加準(zhǔn)確，并且還可使盲區(qū)zui小減到0.05m。

　　另外，為了防止干擾波及發(fā)射波寬度和多次回波的重疊對(duì)測(cè)量的影響，本設(shè)計(jì)在接收回波的電路中，增加了一個(gè)電平可變的門(mén)限，該電平由80C552的PWM脈寬調(diào)制端通過(guò)必要的接口電路形成的D/A轉(zhuǎn)換器的輸出提供。門(mén)限電平的高低應(yīng)盡量使產(chǎn)生回波的中斷時(shí)刻發(fā)生      在靠近回波波形的中心位置，以減小波形寬度對(duì)測(cè)量時(shí)間的影響。