推进剂液位超声波监测系统

　　推进剂液位超声波监测系统左森郭晓松口决了推进剂贮罐液位计因腐蚀而失效的问；并且，该系统还利用只5485网络，实现了对罐区贮罐液位的远程集中监测。

　　弓言某推进剂贮存洞库有多个贝罐，分布在两个不同的罐区，贝存着某种易挥发强腐蚀性液体推进剂。贮罐原有的浮子式液位计，在长即的使用后，因发生腐蚀而失效，无法正确指液位。需要采用种新的液位检测装置，来解决贮罐的液位检测问。

　　针对该问，我们设计了推进剂液位超声波监测系统。它利用超声波脉冲反射时差法实现对备个贮罐的液位检测，将分布检测到的液位数椐通过尺5485总线联网传送给主机，由主机集中处理显。系统采用非接触检测方不和推进剂成其蒸汽接触，从根本上解决了液位计腐蚀失效的问与集中监测，很好地解决了洞库罐区贮罐液位检测和集中监测的问，在石油化工等领域的罐液位监测上，也，广泛的应用前景。

　　非接触式超声波液位测量方案装在贮罐底部，位于贮罐壁外。

　　从探头发出的超声波脉冲，穿透把罐罐壁，在液体介质内继续传播到液面，经液面反射后再通过液体介质罐增，返到超声波探头被接收测出超卢波冲在推进剂注返所需的时间，根据介质中的声速，就，以计算出从传感器到液面之间的距离，从而确定液面的高度。

　　设贮罐内液位高度为丑，贝罐壁厚为超声波在液体介质中的声，为，在罐壁材料的声速为，测得的超声波从01探头到返回探头所经历的时间为则贮罐内液位高度可由下式计算得出系统的总体设计系统由主机和多个超声探头组成，主机是以89052为核心的单片机，置于控制室内；探头是以812为核心的单片机，传感器世界安装在罐区现场。主机和探头间通过50，1芯电缆迮接，两芯为卞机和探头间的通倍线路，使1以5485通信协议通信；两芯为卞1机向探头供电的供屯线路，使探头不必从检测现场取电，既有利于防爆，又方便了安装使用。

　　探头在现场不断地发射超声液位检测探头的硬件原现枢2.

　　电压变换单元，将主机送来直流和750直流两种电压，分别供各芯片和发射电路使用。发射电路，在812的控制下，当液位高度变化很大时，回波信号的强弱会有很大差别，对这些号进行样的放大，不利于测量。因为对于高液位的弱回波信号，放大倍数可能+够，达不到检波电路的检波阈值，从而使信号不能被分辨出；而对于低液位的强，波信号，放大倍数又可能太大，使回波信号被噪声淹没，也使信号不能被分辨出来。

　　因此，我们设计时利用603作为第级放大器，利用，603的增益可变性，文现对+同液位叫波信号的不同的放大，达到更好噪宽带增益可调的集成运放，它在探头中的连接3.

　　在测量过程中，奶812根脉冲，检测超声脉冲在推进剂中往返的时间；探头也在现场检测贝罐的温度，以便计算液位时对声速进行温度补偿。主机巡回同各个探头进行通信，命令探头将采集到的时间温度数据上传给以；儿并根据探头上传的数圳，以及贮罐的有关参数，进行计算，得出贮罐内推进剂的液位体积数据，向1户显输出。

　　超声波液位检测探头的设计要根据式1计算贮罐内的液位高度，关键是要准确可靠地测量出超声脉冲的往返时间。所以，系统设计的成功与否，关键在于探头部分能否准确可靠地测量出超声脉冲的往返时间。

　　激励探头发射出超声脉冲。接收电路接收超声回波信号。回波信号被放大检波后，送入1口触发中断。铂电阻敏感温度信号，温度信号经放大处理后，接485接串行口，担负着探头和主机通信的任务。

　　射超声脉冲，控制程控放大器⑷对信进行适当的放大，计算超声脉冲的传输时间，采集0口的温度信号供声速扑偿用，在主机的控主机进行通信。

　　据液面的高度，通过，人，的输出电压来控制603的增益设置，使来自高液位的弱回波信号，或来自低液位的强回波信号，都能得到合适的放大，从而增大了液位的可测量高度，也有利于减小测量的盲区。

　　3减小测景1超声脉冲发射后，换能器的殊自级放大仙603在探头中的连接电路原理研究动态振动要经过段时间才能停止。

　　超声脉冲发射出去后，首先在罐壁和推进剂界面发生反射，并且会在罐壁内发生多次反射振荡。

　　由亍发射超广脉冲的能量较高，换能器余振和罐壁反射振荡常互相连接在起。

　　1测的液位较低时，由于脉冲汗返的时间很短，因此第个波很容易受到换能器余振和罐壁反肘振荡的影响，很难被分辨出来，这增加了测量的盲区。

　　而液位较低时，液而的回波信号较强，并且不止个，例如，对于500，高度的液位，我们在试验中可以稳定地接收到8个回波信号。因此，为减小测量盲区，探头计算超声脉冲往返时间时采用如下的方法在液位较商时，取发射超声脉冲到接收到第个回波信号间时间；在液位较低时，取两个相邻脉冲回波信号间的时间间隔作为超脉冲的往返时间。实验证明，这种方法可以有效地减小测4去除粗大误差由于存在着液面晃动等因素，我们测量的时间值中存在着偶然的粗大误差。考虑到单片机据，我们进行次数据处理，将个数据中的大值小值去掉，对剩下的8个数据求均值。

　　由于探头的任务比较单，它每秒中要进行50次左右的时间数据测量，因此，我们采用的数据处理方法不会对测量的实时性造成影响，485通信网络的设计我们利用尺8485网络，采用低功率尺8485收发器厘485芯片，作为通信网络的信号收发器，来解决系统中的数据远距离传输问。MAX485E芯片支持主机和探头间的通信连接电路原理如轼4所小。

　　兰机和探头间米用主从式结构探头从机不主动发送数据，切都由主机控制。需要通信时，左机寻址探头，发送命令。探头只在被主机寻址时，才作出响应，根据接收到的命令，向主机传送数据。

　　主机和探头的串行口工作在方式3.系统初始化时，主机的80，4的168位置为探头的SCON的SM2位，l.主机寻址探头时，将要寻址的探头地址发送出去，由于788为这使所有接入系统的探头都产生串厅中断。探头在串行中断处理程序中，首先将接收到的地址和自身地址致，则将采集到的数椐上传给主机，否则，退出中断。

　　六结束语分布式非接触超声波液位监测系统，实现对贮罐液位真正解决了腐浊性介质讨液位测景装置的腐蚀问；同时，它还实现了对罐区贮罐液位的远程集中监测。，器安装维护简单，工作稳定可靠。该系统在使用单位的试用过程中，受到了致的好评，己经通过了专家组的哈定，前正在应用推广中王宝光贺忠海自动包装线中的新型测控系统。机电工2.尹红唐煜，单片机8485多机通讯的实现，计算机应用3.田景文王学海崔立宝，超波油罐液位测量仪，现代电4.孟凡勤。奚丽波。分布式油罐数据采集系统，油气贮运。

　　1叩。23，是问前市场第种基于高分子聚合物材料传感器基础上的便携式电子鼻，它能够快速准确地确定在食品生产和包装过程中，食品的新鲜程度污染情况，以及批量产品的致性。

　　个传感器形成的探测阵歹传感器所使用的合材料是由导电性碳黑粉和非导体高分子聚合物均匀掺合而成，每个传感器对应种类型的高分子材料，使传感器阵列可以适用于多种不同气氛。探测材料薄膜，射于氧化铝基底上，内嵌两个引线，形成个导电化学电阻，探测器的输出就是由每个传感器两个01线之叫的电阻值所构成当电子鼻工作时，复合物暴露在某种待测气氛下，高分子聚合物材料就会吸收这种气体并逐渐膨胀。吸收的气味分子会使复合材料导屯诛，坼，沫电通道被破坏，因此体枳的增加终会导致传感器阻值增加，相反，当待测气味商用电子鼻走入市场消失之后，聚合物材料会排出气体并逐渐干燥收缩，电子传导路径重新导通，阻值降低。

　　Cyraiiose电广分厂个伸出的探头鼻子，测量时要将鼻子暴露在各种气氛中，并尽可能靠近待测样品。打开电子鼻开关即可以开始测量，设定空气参考值气氛采样传感器测量数据处理左森第炮兵工程学院202教读者服务卡编号003口将在大约内自动完成。

　　电子鼻收集的原始数据通过滤波消除高频噪声后，通过与参考阻值相比较转化为个电阻的相对变化似参考电阻位是以同样的方法测量的标准参考气体的阻值这种相对变化对于传感器来说即可以称之为传感器响应，132组数据全部转化为相关变化值并进行非线性补偿及量程化处理后，就得到了个气味标签，后进行的是个线性化辨别分析技术型近化线性处理，分类类推的软件非相关模型费希尔线性辨别技术归化辨别分析。终在电子鼻的显屏幕上将会给用户个明确的答案。

　　读者服务卡编号，4口