關 閉

        新聞中心

        EEPW首頁 > 工控自動化 > 設計應用 > 基于氣介式超聲波傳感器的雨量液位測量系統設計

        基于氣介式超聲波傳感器的雨量液位測量系統設計

        作者: 時間:2011-02-21 來源:網絡 收藏

        2 系統設計
        本系統主要由AT89S52、超聲波發射和接收電路、進水排水及控制電路系統、報警電路及顯示電路、上位機通信電路、外圍保護電路等環節組成。具有實時雨量、存儲雨量信息、與上位機通信等功能。系統框圖如圖2所示。

        d.JPG


        系統在正常的狀態下,經過控制進水閥開啟。雨水首先經過濾網濾除冰雹等固體物質,進入緩沖桶(防止雨水的濺出及氣泡對超聲波測量的影響)后,經過細長的玻璃管進入測量桶內。在正常狀態下,先發射一個參考波形(頻率為40 kHz),然后經過功放電路后,由T40發射。經過一段時間后再由接收管接收,并經過功放電路。為減小誤差,需經過過零調節電路后由單片機讀取信號。此后單片機通過計時計算速度,再發送一族波形計算實時的液位高度,通過每秒的高度差,計算雨量大小,并通過本地電路顯示,同時通過Modem傳送至上位機部分。
        如果雨量過大,則蜂鳴器會產生相應的報警信號;如果系統不能工作在正常狀態,則單片機通過控制命令,啟動開啟閥并放大后,使電磁閥工作并排水。
        在測量的過程中,將會出現兩個距離,一個為擋板距離,另一個為液位高度。通過比較返回時間的先后來確定兩者的具體含義。在超聲波速度的檢測過程中,采用定時測量的方式,時時更新速度。
        2.1 發射電路
        在氣體中的超聲波衰減量與距離的平方成正比,且頻率越高,衰減越大。根據實際情況,本系統采用40 kHz4阼為發射頻率。單片機經過編程產生40 kHz頻率后,經過9015信號放大后驅動T40發射電路。發射電路如圖3所示。接收探頭接收到回波,并經過信號處理環節后,送給單片機。通過單片機的定時器可以測出超聲波脈沖發生串發射至接收到回波信號所需的時間。連續發送10次,然后取平均值。

        e.JPG


        2.2 進水排水及測量控制電路系統
        濾網用在冰雹、雨夾雪等特殊的工作環境下,用于防護電路。測量桶上的緩沖桶用于強降雨時因濺出而引起的誤差,其要求是雨量的殘留量低。超聲波探頭安裝于測量桶頂部,間距100 mm(防止互相干擾)。考慮到超聲波有1 ms延時,存在盲區為34 cm,因此擋板與探頭的距離確定為350 mm。桶的頂部至頂部上層為500 mm,測量桶上的緩沖桶截面積要大于測量桶,一般取倍。同樣為了避免盲區,由單片機控制并進行放大驅動后發送信號驅動開水閥和排水器(通過開啟電磁閥)進行相應操作。測量時,當測量筒內的水位低于某值h0或高于某值h1時,進行控制并記錄水位之差。
        2.3 與上位機的遠程通信電路
        為了對降雨強度的變化進行分析或測定水位漲落速度超限報警燈,以便遠程監測,可用程序設定定時采樣,并送出數據,隨時比較分析。AT89S52負責從雨量監測現場采集參考速度及雨量信息,并將其存入存儲器中,同時負責Modem的初始化工作,并實現通信所必須的撥號、連接、傳送、掛斷等功能。上位機的軟件系統可以采用基于Windows的窗口化程序設計技術,可用Visual C++6.0開發,界面友好,實現方便。對于Modem的控制,使用AT命令來完成。而Modem具有自動呼叫、應答功能。通過發送命令ATDT65126747和應答命令ATZ可以形成通信鏈路。在收到其傳送的數據后,在其界面窗口上實時顯示、存儲。

        接地電阻相關文章:接地電阻測試方法




        關鍵詞: 傳感器 單片機 測量

        評論


        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 陇西县| 土默特左旗| 专栏| 汉川市| 七台河市| 巴里| 余江县| 乌兰县| 太保市| 张家港市| 石城县| 滨州市| 闽侯县| 淮滨县| 平湖市| 乌拉特前旗| 新河县| 喀喇| 平远县| 阿巴嘎旗| 高邑县| 乌什县| 慈溪市| 奇台县| 武穴市| 昭苏县| 汝阳县| 罗甸县| 靖宇县| 全南县| 蓬溪县| 祁连县| 克山县| 凤阳县| 恩平市| 溆浦县| 来宾市| 永兴县| 德保县| 汝阳县| 连城县|