一种基于单片机的液位测量装置论文和设计-陶冶

全文摘要

本实用新型公开了一种基于单片机的液位测量装置，包括罐体、进液管、控制电路、沉筒、毛细管、差压变送器、回收罐及单片机，罐体的顶部左侧设有进液管，进液管的出液端连通有缓冲管，缓冲管上开设有若干出液孔，罐体的内顶部分别设有超声波发射头和超声波接收头，沉筒设置于罐体的内底部右侧，沉筒通过毛细管与差压变送器正压腔连通设置，差压变送器的负压腔与外界大气口连通，罐体的右侧壁底端开设有出液口，出液口内设有排液管，排液管与回收罐相连通，控制电路包括单片机及与单片机相连接的电源电路、超声波接收电路、超声波发射电路、温度检测电路、差压变送器转换电路、按键电路、LCD显示电路、报警模块电路以及负压引流电路。

主设计要求

1.一种基于单片机的液位测量装置，包括罐体(1)、进液管(2)、控制电路、温度传感器(3)、超声波发射头(4)、超声波接收头(5)、显示器(6)、沉筒(7)、毛细管(8)、差压变送器(9)、回收罐(10)、负压引流器(11)、单片机(12)、报警模块以及冲洗装置，其特征在于：所述罐体(1)的顶部左侧设置有伸入其内底部的进液管(2)，所述进液管(2)的进液端安装有电磁阀一(13)，所述进液管(2)的出液端连通有缓冲管(14)，且缓冲管(14)横向设置于所述罐体(1)的内底部，所述缓冲管(14)上开设有若干出液孔(15)，所述罐体(1)上设置有伸入至其内部的温度传感器(3)，所述罐体(1)的内顶部分别设置有超声波发射头(4)和超声波接收头(5)，所述沉筒(7)设置于罐体(1)的内底部右侧，所述沉筒(7)通过毛细管(8)与所述差压变送器(9)正压腔连通设置，所述差压变送器(9)的负压腔与外界大气口连通，所述罐体(1)的右侧壁底端开设有出液口，所述出液口内设置有排液管(16)，所述排液管(16)上安装有电磁阀二(17)，所述排液管(16)与所述回收罐(10)相连通，所述回收罐(10)的顶部设置有负压引流器(11)，所述冲洗装置位于所述罐体(1)的右侧，所述冲洗装置包括冲洗水管(18)，所述罐体(1)的右侧壁下方开设有水管入口，所述冲洗水管(18)的末端通过所述水管入口插入所述罐体(1)内并指向所述沉筒(7)，所述控制电路包括单片机(12)以及与单片机(12)相连接的电源电路(19)、超声波接收电路(20)、超声波发射电路(21)、温度检测电路(22)、差压变送器转换电路(23)、按键电路(24)、LCD显示电路(25)、报警模块电路(26)以及负压引流电路(27)，所述单片机(12)采用MCS-51系列单片机，所述超声波发射电路(21)与超声波发射头(4)相连接，所述超声波接收电路(20)与超声波接收头(5)相连接，所述报警模块电路(26)与报警模块相连接，所述报警模块包括蜂鸣器(28)和指示灯(29)，所述温度检测电路(22)与温度传感器(3)相连接，所述差压变送器转换电路(23)与差压变送器(9)相连接，所述负压引流电路(27)与负压引流器(11)相连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述毛细管(8)的一端与所述沉筒(7)密闭连接，所述毛细管(8)的另一端与差压变送器(9)正压腔密闭连接，所述差压变送器(9)采用1151型差压变送器。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述回收罐(10)的外表面设置有刻度线(30)，所述回收罐(10)的底部设置有螺堵(31)，所述回收罐(10)由常规的透明材质制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述罐体(1)的外壁上设置有卡夹(32)，所述冲洗水管(18)通过所述卡夹(32)固定。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述罐体(1)的外表面设置有按键(33)、显示器(6)以及电源开关(34)，所述显示器(6)为LCD显示屏，所述按键电路(24)与按键(33)相连接，所述LCD显示电路(25)与显示器(6)相连接，所述按键(33)包括模式选择键(35)、启动键(36)、液位值加1键(37)以及液位值减1键(38)。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的液位测量装置，其特征在于：所述罐体(1)和回收罐(10)的底部均设置有支座(39)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机的液位测量装置技术领域，具体涉及一种基于单片机的液位测量装置。

背景技术

随着科学的发展，液位的检测方法也在变化，精度也有了更佳的提高。单片机技术和传感器技术的发展使液位测量方法得到了更进一步的发展，超声波在液位测量中的应用也越来越广，但是就目前的发展水平来说，超声波在测距系统中的应用还有一定的限度，对于超声波液位计来说，周围不能有强电压，强电流，强电磁干扰，尽量避免高电压，高电流及强电磁干扰，其周围环境也不能有强震动,当液位的测量环境出现干扰时，能够利用其他的液位计继续进行测量操作，都是本领域技术人员所关注的重点问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种基于单片机的液位测量装置，用以解决现有的装置存在当液位的测量环境出现干扰时不能用其他的液位计进行替换以便继续进行测量操作的问题。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种基于单片机的液位测量装置，包括罐体、进液管、控制电路、温度传感器、超声波发射头、超声波接收头、显示器、沉筒、毛细管、差压变送器、回收罐、负压引流器、单片机、报警模块以及冲洗装置，所述罐体的顶部左侧设置有伸入其内底部的进液管，所述进液管的进液端安装有电磁阀一，所述进液管的出液端连通有缓冲管，且缓冲管横向设置于所述罐体的内底部，所述缓冲管上开设有若干出液孔，所述罐体上设置有伸入至其内部的温度传感器，所述罐体的内顶部分别设置有超声波发射头和超声波接收头，所述沉筒设置于罐体的内底部右侧，所述沉筒通过毛细管与所述差压变送器正压腔连通设置，所述差压变送器的负压腔与外界大气口连通，所述罐体的右侧壁底端开设有出液口，所述出液口内设置有排液管，所述排液管上安装有电磁阀二，所述排液管与所述回收罐相连通，所述回收罐的顶部设置有负压引流器，所述冲洗装置位于所述罐体的右侧，所述冲洗装置包括冲洗水管，所述罐体的右侧壁下方开设有水管入口，所述冲洗水管的末端通过所述水管入口插入所述罐体内并指向所述沉筒，所述控制电路包括单片机以及与单片机相连接的电源电路、超声波接收电路、超声波发射电路、温度检测电路、差压变送器转换电路、按键电路、LCD显示电路、报警模块电路以及负压引流电路，所述单片机采用MCS-51系列单片机，所述超声波发射电路与超声波发射头相连接，所述超声波接收电路与超声波接收头相连接，所述报警模块电路与报警模块相连接，所述报警模块包括蜂鸣器和指示灯，所述温度检测电路与温度传感器相连接，所述差压变送器转换电路与差压变送器相连接，所述负压引流电路与负压引流器相连接。

进一步的，所述毛细管的一端与所述沉筒密闭连接，所述毛细管的另一端与差压变送器正压腔密闭连接，所述差压变送器采用1151型差压变送器。

进一步的，所述回收罐的外表面设置有刻度线，所述回收罐的底部设置有螺堵，所述回收罐由常规的透明材质制成。

进一步的，所述罐体的外壁上设置有卡夹，所述冲洗水管通过所述卡夹固定。

进一步的，所述罐体的外表面设置有按键、显示器以及电源开关，所述显示器为LCD显示屏，所述按键电路与按键相连接，所述LCD显示电路与显示器相连接，所述按键包括模式选择键、启动键、液位值加1键以及液位值减1键。

进一步的，所述罐体和回收罐的底部均设置有支座。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

1)、打开电源开关，按下模式选择键选择超声波液位测量或差压变送器液位计测量，按下启动键，如果选择超声波液位测量时，超声波发射头会发射超声波测量液位，超声波接收头接收反射回来的超声波，并将信号传递给单片机，并通过控制显示器显示出罐体内的液位。

2)、如果选择差压变送器液位计测量时，沉筒上部引出的毛细管密闭至差压变送器正压，负压对大气，将沉筒和毛细管一端投入到液体中，罐体被测液体液面与沉筒底部的液位高度差所产生的静压力，通过毛细管的引压管内部空气传到差压变送器，从而实现准确测量液体的液位变化，并将液位信号传递给单片机，单片机再将信号传递给显示器来显示出液位。

3)、通过液位值加1键、液位值减1键设置被测量器所测得的数值后，当两者不同时，蜂鸣器发出警报声并且指示灯闪烁，若液面过高时，打开电磁阀二，在负压引流器的作用下可将液体转吸进至回收罐中。

4)、在进液管的一端连接缓冲管，可以使得进液管流入罐体内的液体落下时比较平缓，而不会使得液面有较大的波动，从而使得测量的液位值较为准确，在缓冲管上开设有若干出液孔，缓冲管内的液体可以通过出液孔流入罐体内，由于出液孔较小，将会减小液面的波动，使得测量的液位值更为精准；通过设置冲洗装置，为了防止液体堵塞沉筒，能够对沉筒进行清洗。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中装置的结构示意图。

图2是本实用新型中装置的内部结构示意图。

图3是本实用新型中控制电路的原理框图。

1-罐体；2-进液管；3-温度传感器；4-超声波发射头；5-超声波接收头；6-显示器；7-沉筒；8-毛细管；9-差压变送器；10-回收罐；11-负压引流器；12-单片机；13-电磁阀一；14-缓冲管；15-出液孔；16-排液管；17-电磁阀二；18-冲洗水管；19-电源电路；20-超声波接收电路；21-超声波发射电路；22-温度检测电路；23-差压变送器转换电路；24-按键电路；25-LCD显示电路；26-报警模块电路；27-负压引流电路；28-蜂鸣器；29-指示灯；30-刻度线；31-螺堵；32-卡夹；33-按键；34-电源开关；35-模式选择键；36-启动键；37-液位值加1键；38-液位值减1键；39-支座。

具体实施方式

本技术方案中：

3、温度传感器4、超声波发射头5、超声波接收头6、显示器7、沉筒8、毛细管9、差压变送器10、回收罐11、负压引流器12、单片机14、缓冲管15、出液孔18、冲洗水管19、电源电路20、超声波接收电路21、超声波发射电路22、温度检测电路23、差压变送器转换电路24、按键电路25、LCD显示电路26、报警模块电路27、负压引流电路28、蜂鸣器29、指示灯30、刻度线33、按键34、电源开关35、模式选择键36、启动键37、液位值加1键38、液位值减1键为本实用新型含有实质创新性构件。

1、罐体2、进液管13、电磁阀一16、排液管17、电磁阀二31、螺堵32、卡夹39、支座为实现本实用新型技术方案必不可少的连接性构件。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示的一种基于单片机的液位测量装置，包括罐体1、进液管2、控制电路、温度传感器3、超声波发射头4、超声波接收头5、显示器6、沉筒7、毛细管8、差压变送器9、回收罐10、负压引流器11、单片机12、报警模块以及冲洗装置，所述罐体1的顶部左侧设置有伸入其内底部的进液管2，所述进液管2的进液端安装有电磁阀一13，所述进液管2的出液端连通有缓冲管14，且缓冲管14横向设置于所述罐体1的内底部，所述缓冲管14上开设有若干出液孔15，所述罐体1上设置有伸入至其内部的温度传感器3，所述罐体1的内顶部分别设置有超声波发射头4和超声波接收头5，所述沉筒7设置于罐体1的内底部右侧，所述沉筒7通过毛细管8与所述差压变送器9正压腔连通设置，所述差压变送器9的负压腔与外界大气口连通，所述罐体1的右侧壁底端开设有出液口，所述出液口内设置有排液管16，所述排液管16上安装有电磁阀二17，所述排液管16与所述回收罐10相连通，所述回收罐10的顶部设置有负压引流器11，所述冲洗装置位于所述罐体1的右侧，所述冲洗装置包括冲洗水管18，所述罐体1的右侧壁下方开设有水管入口，所述冲洗水管18的末端通过所述水管入口插入所述罐体1内并指向所述沉筒7，所述控制电路包括单片机12以及与单片机12相连接的电源电路19、超声波接收电路20、超声波发射电路21、温度检测电路22、差压变送器转换电路23、按键电路24、LCD显示电路25、报警模块电路26以及负压引流电路27，所述单片机12采用MCS-51系列单片机，所述超声波发射电路21与超声波发射头4相连接，所述超声波接收电路20与超声波接收头5相连接，所述报警模块电路26与报警模块相连接，所述报警模块包括蜂鸣器28和指示灯29，所述温度检测电路22与温度传感器3相连接，所述差压变送器转换电路23与差压变送器9相连接，所述负压引流电路27与负压引流器11相连接。

毛细管8的一端与沉筒7密闭连接，毛细管8的另一端与差压变送器9正压腔密闭连接，差压变送器9采用1151型差压变送器，利用差压变送器液位计测量，实现准确测量液体的液位变化，回收罐10的外表面设置有刻度线30，回收罐10的底部设置有螺堵31，回收罐10由常规的透明材质制成，便于了解回收罐10内部液体的液位值，罐体1的外壁上设置有卡夹32，冲洗水管18通过卡夹32固定，方便对冲洗水管18进行固定，罐体1的外表面设置有按键33、显示器6以及电源开关34，显示器6为LCD显示屏，按键电路24与按键33相连接，LCD显示电路25与显示器6相连接，按键33包括模式选择键35、启动键36、液位值加1键37以及液位值减1键38，通过液位值加1键37、液位值减1键38设置被测量器所测得的数值后，当两者不同时，蜂鸣器28发出警报声并且指示灯29闪烁，罐体1和回收罐10的底部均设置有支座39，对罐体1和回收罐10起到了一定的支撑作用。

本实用新型提到的一种基于单片机的液位测量装置，在使用该装置时，打开电源开关34，按下模式选择键35选择超声波液位测量或差压变送器液位计测量，按下启动键36，如果选择超声波液位测量时，超声波发射头4会发射超声波测量液位，超声波接收头5接收反射回来的超声波，并将信号传递给单片机12，并通过控制显示器6显示出罐体1内的液位；如果选择差压变送器液位计测量时，沉筒7上部引出的毛细管8密闭至差压变送器9正压，负压对大气，将沉筒7和毛细管8一端投入到液体中，罐体1被测液体液面与沉筒7底部的液位高度差所产生的静压力，通过毛细管8的引压管内部空气传到差压变送器9，从而实现准确测量液体的液位变化，并将液位信号传递给单片机12，单片机12再将信号传递给显示器6来显示出液位；通过液位值加1键37、液位值减1键38设置被测量器所测得的数值后，当两者不同时，蜂鸣器28发出警报声并且指示灯29闪烁，若液面过高时，打开电磁阀二17，在负压引流器11的作用下可将液体转吸进至回收罐10中；在进液管2的一端连接缓冲管14，可以使得进液管2流入罐体1内的液体落下时比较平缓，而不会使得液面有较大的波动，从而使得测量的液位值较为准确，在缓冲管14上开设有若干出液孔15，缓冲管14内的液体可以通过出液孔15流入罐体1内，由于出液孔15较小，将会减小液面的波动，使得测量的液位值更为精准；通过设置冲洗装置，为了防止液体堵塞沉筒7，能够对沉筒7进行清洗。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

设计图

一种基于单片机的液位测量装置论文和设计

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