高精度超聲波液位測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、　　液位測量系統(tǒng)廣泛應用于化工、石油等行業(yè)。隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展,工業(yè)現(xiàn)場對液位測量的精度和反應速度的要求也日趨增加,實現(xiàn)智能化、實時準確、無接觸的測量是當前液位測量技術的發(fā)展趨勢。非接觸式的超聲波液位測量系統(tǒng),有著更強的適應性和優(yōu)越性。
　　通過對現(xiàn)有測量技術的比較和工業(yè)現(xiàn)場使用液位測量系統(tǒng)實際情況的分析,本課題設計了一種基于 MSP430F149 單片機的高精度低功耗的超聲波液位測量系統(tǒng)。課題實現(xiàn)了系統(tǒng)的整體設計以及系統(tǒng)

2、的PCB電磁兼容仿真和優(yōu)化,并對后期測量數(shù)據(jù)進行了分析、處理。實驗表明,在環(huán)境溫度為25?C的空曠實驗室內(nèi),該系統(tǒng)測量范圍為20cm~1500cm,測量精確度可達?2mm。本系統(tǒng)有更高的精確度,并且有較高的可靠性和實用性,可以更好的滿足各種工業(yè)現(xiàn)場的需求。
　　本課題設計的主要研究內(nèi)容包括以下幾方面：
　　首先,設計了超聲波液位測量系統(tǒng)的硬件電路,主要包括電源模塊、4-20mA數(shù)據(jù)傳輸模塊和超聲波數(shù)據(jù)采集模塊。其中,接收

3、模塊電路的設計,對系統(tǒng)精確度的提升起到了關鍵作用；綜合考慮使用情況,設計了兩種測量數(shù)據(jù)的傳輸方式。模塊設計完成后,通過設計、生產(chǎn)并制成PCB,然后完成了整個系統(tǒng)的硬件焊接和調(diào)試。
　　其次,分析了印制電路板的電磁兼容性相關原理,并使用Ansoft Designer軟件對超聲波液位測量系統(tǒng)的PCB板做了電磁兼容性的相關仿真和分析,然后通過仿真結果的分析,對系統(tǒng)PCB布局、布線進行優(yōu)化。
　　最后,進行了實驗室條件下的大量測