用戶準(zhǔn)確應(yīng)用智能化高精度儲(chǔ)罐浮球液位開(kāi)關(guān)對(duì)易燃易爆、有毒有害氣體的化學(xué)品罐區(qū)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控和安全運(yùn)行具有重要的意義。

 

　　1、外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)的總體設(shè)計(jì)方案外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3個(gè)部分，為了提高外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)可靠性，設(shè)計(jì)了4個(gè)測(cè)量探頭，外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該儀表利用超聲波檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)罐內(nèi)液位是否到達(dá)所設(shè)定的報(bào)警位置。其原理是通過(guò)激勵(lì)超聲波傳感器發(fā)射超聲波，超聲波信號(hào)通過(guò)罐壁射入罐內(nèi)，由于罐內(nèi)液體與空氣存在巨大的聲阻抗差異，使得兩種介質(zhì)對(duì)超聲波能量的吸收也存在巨大差異。

 

　　因此，傳感器接收到的罐壁反射能量會(huì)有明顯得強(qiáng)弱區(qū)別。利用上述原理，通過(guò)檢測(cè)接收到的超聲波信號(hào)能量或幅度的不同，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷液位是否到達(dá)，通過(guò)繼電器輸出實(shí)現(xiàn)液位控制。圖1外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)安裝示意圖

 

　　2、硬件電路設(shè)計(jì)

 

　　①控制器設(shè)計(jì)外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)采用Cygnal公司的混合信號(hào)C8051F04系統(tǒng)級(jí)單片機(jī)，該MCU通過(guò)對(duì)內(nèi)核中斷系統(tǒng)的擴(kuò)展，可向CIP-51提供20個(gè)中斷源，允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷微控制器，芯片上有1個(gè)12位多通道ADC，2個(gè)12位DAC，2個(gè)電壓比較器，1個(gè)電壓基準(zhǔn)，1個(gè)32kB的FLASH存儲(chǔ)器，峰值速度可達(dá)25MIPS，并且還有硬件實(shí)現(xiàn)的UART串行接口和完全支持CAN2.0A和CAN2.0B的CAN控制器，非常適合本系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)要求。

 

　　②超聲波發(fā)射與接收電路超聲波發(fā)射與接收電路是通過(guò)單片機(jī)C8051F040控制實(shí)現(xiàn)的，超聲波發(fā)射電路通過(guò)單片機(jī)產(chǎn)生發(fā)射脈沖觸發(fā)發(fā)射電路，通過(guò)外貼的發(fā)射探頭產(chǎn)生超聲波信號(hào)；超聲波接收模塊主要由接收電路組成，用于實(shí)現(xiàn)超聲回波脈沖信號(hào)的接收和處理。接收探頭將超聲轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，超聲信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)明顯衰減。

 

　　因此，接收電路將探頭接收的微弱信號(hào)進(jìn)行放大整形，為了提高儀表性能，本系統(tǒng)換能器的發(fā)射與接收采用同一個(gè)換能器的測(cè)量方案。

 

　?、垡壕э@示模塊及其他電路液晶顯示模塊由1塊HGS12864液晶組成，本液晶采用4行，每行8個(gè)漢字16個(gè)數(shù)字的顯示方式顯示測(cè)量結(jié)果，本顯示模塊在實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果的同時(shí)還承擔(dān)自校準(zhǔn)顯示菜單與儀表參數(shù)調(diào)試菜單的功能，浮球液位開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)共顯示68個(gè)界面的菜單內(nèi)容，包含了外貼高頻超聲波浮球液位開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果與調(diào)試的所有菜單與圖形界面；該設(shè)計(jì)具有良好的交互界面和完善的交互性能。