下载文档原格式
１ 超声波液位计的工作原理 超声波液位计是一种非接触式液体液位测量仪，可用于测量各种容器或管道内液体的液位高低和流量大小，也可以用于水渠、水库、江河和湖海水位的测量中，尤其适用于污水、有腐蚀性的场合，如城市排水泵站拦污栅前后水位的测量。
由于城市污水腐蚀性强，若采用接触式压力水位计，必须将传感器探头插入污水中，探头很快被腐蚀坏，影响正常的测量。
此外，超声波液位计测量精度高，安装维护简便，可以同时测量水位、水位差和流量等，并具有计算机标准ＲＳ－４８５接口等特点，因此得到愈来愈广泛的应用。
１．１ 超声波 超声波是指频率超过２万Ｈｚ即超过人耳听阈高限的声波，属于机械波。
自然界的机械波以频率可分为三大类：次声波、声波和超声波。
频率低于２０ Ｈｚ的波动称为次声；频率在２０Ｈｚ到２０ｋＨｚ之间的波动称为声波（音），频率在２０ｋＨｚ以上的波动称为超声。
人耳可听到声（音），但听不见次声与超声。
一般诊断用超声波频率为１ Ｍ￣１０ ＭＨｚ，而最常用的是２．５ Ｍ￣５ ＭＨｚ。
超声波具有许多优点。
它可在各种不同媒质中传播，且可传播足够的距离；传播时方向性强，能量易于集中；超声波与传播媒质的相互作用适中，易于携带有关超声传播的媒质状态信息或对传播媒质产生效应。
作为信息载体及能量形式，超声波技术与其他电子技术、光学技术等相结合已广泛用于生物医学领域，并迅速发展。
１．２ 液位计 液位计是指对容器中液体高度的变化进行实时连续检测的传感器。
此传感器通常输出４￣２０ ｍａ或１￣５ Ｖ的标准信号与显示仪表或计算机系统连接，也可以通过ＲＳ－４８５或现场总线方式与计算系统相连接。
通常输出继电器的接点信号或集电极开路信号，输出信号一般与ＬＥＤ指示灯、报警器（蜂鸣器）或通过超声波发射、接收电路、温度测量电路、ＬＥＤ显示由微处理器进行控制。
１．３ 测量原理 超声波探头安装在贮存罐正上方，距地面高度为H0，如图１所示［１］。
图１ 测量原理图 由微处理器控制超声波发射电路发出超声波脉冲，超声波脉冲在空气介质内继续传播到液面，该脉冲波遇到被测液面（水面）后，经液面反射后再通过空气介质基于８０５１单片机超声波液位计的设计张 军 赵红梅（广东省华立高级技工学校 广州 ５１１３２５）摘 要 本文根据超声波液位计的工作原理、特点组成、参数设置和应用等，采用了８０５１单片机控制，针对超 声波液位计进行了电路设计。
基于单片机的超声波水位控制器的设计一、引言在许多工业和民用领域，如水库、水塔、污水处理厂等，准确监测和控制水位是至关重要的。
传统的水位控制方法往往存在精度低、可靠性差、响应速度慢等问题。
随着电子技术和单片机技术的不断发展，基于单片机的超声波水位控制器应运而生，它具有精度高、响应快、易于实现自动化控制等优点，为水位控制提供了一种更加高效、可靠的解决方案。
二、超声波水位测量原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，它在空气中传播时遇到障碍物会发生反射。
超声波水位控制器就是利用这一原理来测量水位的。
控制器通过发射超声波脉冲，并测量从发射到接收反射波的时间间隔，根据声音在空气中的传播速度，就可以计算出传感器到水面的距离。
由于传感器的安装位置是固定的，因此可以通过计算得出水位的高度。
三、系统硬件设计（一）单片机选型在本设计中，选用了_____型号的单片机作为核心控制器。
该单片机具有性能稳定、运算速度快、资源丰富等优点，能够满足系统的控制和数据处理需求。
（二）超声波传感器选择了一款高精度的超声波传感器，其测量范围能够满足实际应用的需求，并且具有良好的稳定性和可靠性。
（三）显示模块为了实时显示水位信息，选用了_____显示模块。
它可以清晰地显示水位高度、报警状态等信息，方便操作人员查看。
（四）按键模块设置了按键模块，用于设定水位的上下限阈值，以及进行系统的参数设置和操作控制。
（五）报警模块当水位超过设定的上下限阈值时，报警模块会发出声光报警信号，提醒操作人员及时采取措施。
（六）电源模块为整个系统提供稳定的电源供应，确保系统的正常运行。
四、系统软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后进入主循环，不断地采集水位数据、进行数据处理和判断，并根据判断结果控制显示模块和报警模块。
（二）数据采集与处理程序通过单片机的定时器和中断功能，精确地测量超声波从发射到接收的时间间隔，并将其转换为水位高度。
基于AT89S51单片机的控制系统在超声波液位测控装置中的应用基于xxxx单片机的控制系统在超声波液位测控装置中的应用摘要：液位是现代工业生产中最基本和最常见的参数之一,尤其在饮料、发酵、溶液过滤等产业中,液位必须要实现精确控制和实时监控。
超声波液位测控装置是利用超声波精确测距,经超声波传感器将信号反馈给控制系统,由控制系统通过调节调节阀开度来实现液位控制的装置。
单片机作为现代自动控制的核心技术之一,在现代工业生产中的应用越来越广泛。
本文阐述了如何将以xxxx单片机为核心的控制系统应用到超声波液位测控装置中,旨在提高装置的可靠性和自控精度,从而提高整个系统的工作效率。
关键词：单片机控制系统超声波液位测控装置可靠性自控精度工作效率 1、引言长期以来,如何实现生产中液位的准确控制,一直困扰着人们。
传统的液位测控装置,由于工艺陈旧、技术水平低下等因素,导致测控精度很差,控制调节反应滞后,结果影响了整个系统的工作流程,造成大量废料输出,使得原料大量浪费。
将单片机应用到液位测控装置不仅可以提高整个系统运行可靠性而且可以使整个系统的设计简化,方便安装,功耗减小等。
2、超声波液位测控装置介绍2.1 超声波测距利用超声波检测或感知物体时,具有非破坏性、遥控性、实时性、可穿透性等优点,因此利用超声波测距十分方便。
通常工程中用到的方法主要有两种：直接测距法和反射测距法。
S=vt0(1) (2)反射测距法；反射测距法的基本原理是将超声波发射器和接收器同时装于容器顶部的同一高度,利用超声波遇到不同物质界面反射的特性,记录超声波发射器发出信号和接收器收到信号的时间t2、t3,得到时间差t0,利用公式：S=vt0/2 (2)得到液面到容器顶端的距离,其中t0=t3-t2。
1.2 超声波传感器利用超声波完成测距得到的信号,需要反馈给控制系统,控制系统经判断后决定是否对液位进行调节。
如何将测距信号反馈至控制系统呢,这就需要超声声波传感器来发挥作用了。
基于单片机的高精度超声波液位检测系统
宋继红
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2009(0)3
【摘要】介绍一种使用超声波进行液位检测的微机控制系统及其硬件组成和相应软件流程图.为使测量具有较高的精度,系统在测量方式上采用在容器底部放置超声波探头的回波检测法,使超声波在液体中来回传播以稳定超声波传播速度.该系统由脉冲发射电路,变增益接收电路,温度补偿电路和相应的控制电路组成.
【总页数】3页(P148-149,147)
【作者】宋继红
【作者单位】长春大学,电子信息工程学院,吉林,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.非接触式超声波液位检测仪系统中的单片机应用 [J], 王海军;鲍帮玉
2.基于单片机的超声波液位检测系统设计 [J], 鲁可;张晓东;马宏旭
3.基于混沌振子的高精度超声波液位检测 [J], 高丙坤;张驰;杨帆
4.基于单片机的超声波液位检测系统设计 [J], 马莹;郑文斌
5.基于单片机的高精度超声波液位检测系统 [J], 李春玲
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
前言在现代工业生产过程中，要求对产品质量起决定作用的参数进行测量和控制，又由于一般生产现场环境恶劣或要求人员不得接近生产现场，在这时如何对工艺参数进行测量记录和调节控制便成为了首要问题，而且许多检测控制工作都是在控制终端集中完成，所以就要求将测量结果传输到控制室，同时该系统具有按照设定值自动进行液位自保持的功能。
在21世纪初，通信技术得到了飞速发展，并在远程控制方面得到了广泛的应用，其中无线电技术在远程监视控制方面尤为突出，由其在设备要求和可靠性、抗干扰方面无可比拟的优势使其在信号传输方面得到了前所未有的应用。
液位测量是现代工业测量中的一项基础测量，在许多生产中都要用到，是现代工业参数之一。
本设计是一款带有无线收发功能的液罐液位自保持系统。
整个系统的硬件和软件设计都着眼于高可靠性、高可用性和高扩展性，通过超声波的接收发送功能来测量液位，并用18B20测温进行声速补偿。
同时将测量结果通过无线收发器进行远距离通信，通过显示设备来直接读取测量值，并在此基础上增加控制设备完成了液位的自动控制功能，为生产现场提供了安全保障，减少了工作量，提高了工作效率。
本系统采用的是AT89S52单片机，无线通信部分采用的是比较流行先进的CC1100-232模块，液位自保持部分采用控制步进电机带动阀门。
1绪论本节重点阐述了液位测量的意义以及液位测量的方法，通过对各种方法的对比，突出了本设计的特点。
与此同时本节还对目前在该方面研究的现状进行了阐述。
液位测量的意义工业生产中，常常需要测量容器内的液体液位。
在一般的生产过程中，液位测量的目的主要是通过液位测量来确定容器里的原料、半成品或产品的数量，以保证生产过程各环节物料平衡以及为进行经济核算提供可靠的依据;另外还为了在连续生产的情况下，通过液位测量，了解液位是否在规定的范围内，从而维持正常生产、保证产品的产量和质量以及保证安全生产。
液位测量在工业生产过程中的作用相当重要。
随着各行业的快速发展，液位测量已应用到越来越多的领域，不仅用于各种容器、管道内液体液位的测量，还用于水渠、水库、江河、湖海水位的测量。
基于单片机的超声波液位检测系统设计作者：马莹郑文斌来源：《海峡科学》2007年第10期[摘要] 介绍了利用AT89C51单片机控制的超声波测距系统的原理。
给出了系统构成,并在数据处理中采用了温度补偿修正。
此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时监控液位。
[关键词] 单片机超声波测距温度补偿1 引言在许多工业生产系统中，需要对系统的液位或物料位进行监测，特别是对具有腐蚀性的液体液位的测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电脉冲来检测液面，电极长期浸泡在液体中，极易被腐蚀、电解、失去灵敏性，因而对测试设备的抗腐蚀性要求较高。
超声波液位检测系统，利用了超声波传感技术的原理，采取一种非接触式的测量方法，能够实现对工业系统中液位或物料位的检测；而且超声波具有很好的指向性和束射特性，人耳听不见，一般不会对人体造成伤害,检测工程方便、迅速、易做到实时控制，而且测量精度又能达到工业实用的要求，所以有广泛的应用前景。
2 超声波测距原理所谓超声波就是指频率高于20kHz的机械波，一般由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传播，当频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还具有强度大、方向性好等特点，为此，利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。
超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。
超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等[1]，其中以压电式最为常用。
压电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动，从而产生超声波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声波振动转换成电信号，可作为接收探头。
超声波测距的原理主要是由超声波传感器的发射探头发射超声波,当超声波遇到障碍物时,会被反射,利用单片机记录超声波发射的时间和接收到回波的时间,根据当前环境下超声波的传播速度,即可通过公式S=C*[T/2](S为被测距离,C为空气中声速,T为回波时间,T=T1+T2)计算出超声波传播的距离,也就得到了障碍物离测试系统的距离。
目录一、概述 (1)二、系统设计方案的确定 (1)2.1功能需求分析 (1)2.2系统设计方案的选择 (1)三、部分电路的设计 (2)3.1传感器 (2)3.2单片机电路设计 (3)3.2.1 AT89C51功能及引脚分布 (3)3.2.2 振荡方式的选择 (5)3.2.3 复位电路的设计 (5)3.3AD转换电路的设计 (6)3.3.1 ADC0809主要信号引脚的功能 (6)3.3.2 ADC0809和AT851单片机的连接 (7)3.3.3 转换数据的传送 (8)3.4键盘输入电路的设计 (9)3.4.1 按键去抖 (9)3.4.2 键盘扫描方法 (10)3.5数显输出电路的设计 (11)3.6报警及控制电路的设计（略） (12)四、软件设计部分 (12)4.1原理图的绘制 (12)4.2流程图的设计 (12)五、心得体会 (12)参考文献 (13)附录 (13)基于单片机的液位检测系统的设计一、概述随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛使用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。
经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合使用所学知识的潜能。
另外，液位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛使用。
通过对模型的设计可很好的延伸到具体使用案例中。
本设计基于AT89C51单片机，包括测量电路部分、AD转换部分、键盘输入控制部分、液位实时数显输出部分以及液位控制部分（原理图中不涉及），还可在此基础上添加报警器（不涉及）。
本设计只是概念性设计了电路部分，并不涉及具体的数值设定，未经过实际使用检测。
二、系统设计方案的确定2.1 功能需求分析（1）要求能够实现较高精度的测量（2）以单片机AT89C51为基础，设计外围电路。
（3）电路设计，包括AD转换模块、数显模块、键盘输入模块（4）对测量电路的各种精度指标进行测试（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标）。
基于单片机的超声波液位计的设计与实现王娜摘要：本文主要针对基于单片机的超声波液位计的设计展开分析，思考了基于单片机的超声波液位计的设计的具体方法和设计的要求，提出了设计和实现的具体措施，希望能够为今后提供参考。
关键性：单片机；超声波；液位计；设计前言在基于单片机的超声波液位计的设计的过程中，应该真正确保设计的效果，进一步保证基于单片机的超声波液位计的设计能够更加的科学，提升其实现的具体的质量。
1、超声波检测应用现状随着社会的发展，人们对于距离的敏感度越来越高，生活上对距离的感知也越来越敏感，因此测距仪也受到了极大的欢迎。
它主要有三类，一类是激光测距仪，是根据光电元件接收目标反射的激光束来计算出测距者到目标的距离。
另一类是红外测距仪，利用红外线传播不扩散的原理进行测距，但方向性差。
还有一类是超声波测距仪，但也有局限性，传播需要介质，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，碰到障碍物后就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波测距是一种非接触可直接检测技术，它对光线和被测对象的颜色等没有要求，与其它仪器相比更卫生，更耐高温、等恶劣环境，具有少维护、可靠性高、寿命长等优点。
利用超声波检测往往比较快捷、性能稳定、能够实现实时检测等优点，所以它广泛的应用在全自动机器人，汽车倒车雷达等研制方面。
2、工作原理超声波液位计的工作原理:由超声波发射探头发出超声波，在介质中传播，遇到液面后被反射，由接收探头接收反射回波。
利用超声波在介质中的传播时间和超声波声速计算其传播距离，从而得到液位高度。
根据超声波换能器(又称探头)的安装位置，超声波液位计分为气介式、固介式和液介式三种。
其中，气介式是指探头安装在被测液面上方，超声波的传播介质是气体;固介式是在探头和液面之间安装一个固体棒，超声波沿着此固体棒传播;液介式是探头在液面以下，超声波的传播介质是液体。
三者当中又以气介式安装最能体现超声波液位计方便灵活、可实现非接触测量等优势，因此气介式超声波液位计发展前景最好。
基于单片机的液位测量监控系统A Liquid Level Measurement and Control System Based on Single Chip Microcomputer卢建军,孙佳(洛阳师范学院物理与电子信息学院,河南洛阳471934)Lu Jian-jun,Sun Jia(Luoyang Normal University,College of Physical&ElectronicInformation,Henan Luoyang471934)摘要：水箱在工、农业生产中得到了广泛地应用，监测和控制水箱的水位是必不可少的。
该文基于单片机对水箱液位测量监控系统进行设计，该系统能使水箱水位保持在一定的位置以满足人们的需求。
该系统包括检测模块、主控模块、显示报警模块等三大块的设计，需要进行各种元器件的选择、各模块电路的设计以及控制软件编程等三大部分内容。
该设计使用HC-SR04超声波传感器对水箱水位进行检测，并将检测到的信号传给STC89C52单片机进行处理，1602液晶显示屏显示当前水位状态。
若水位不在设定范围内则触发声光报警。
该系统实现了液体水位的实时监测、水位显示、水位过高或过低则LED发光二极管灯光报警及蜂鸣器发声报警的功能。
关键词：超声波传感器；水位监测；单片机中图分类号：TN710.9文献标识码：A文章编号：1003-0107(2020)10-0029-06Abstract:Water tanks are widely used in industry and agriculture.It is necessary to monitor and control the waterlevel of a water tank.In this paper,a water level measurement and control system of the water tank is designedbased on single chip microcomputer.The system can keep the water level of a water tank in a certain positionto meet the needs of people.The system consists of three modules including a detection module,a master controlmodule as well as a display and alarm module,and includes three design parts:selection of various components,circuits design of each module and programming of the control software.In this design,a HC-SR04ultrasonicsensor is used to detect the water level of the water tank,and the detected signals are transmitted to the STC89C52single chip microcomputer for processing,and the1602liquid crystal display screen is used to display thecurrent water level.If the water level is not within the set range,the sound and light alarm will be triggered.Thesystem realizes the functions including real-time monitoring of the liquid water level,water level display,as wellas LED light alarm and buzzer sound alarm when the water level is too high or too low.Key words:Ultrasonic sensor;Water level monitoring;Single chip computerCLC number:TN710.9Document code:A Article ID：1003-0107(2020)10-0029-060引言当今社会经济发展迅猛，人口也越来越多，水资源的有效利用与节约用水的意识就越来越重要了。
摘 要 介绍了超声波测距的基本原理和系统框图，给出了超声波发射和接收电路，通过盲区的消除以及环境温度的采样，提高了测距的精确度。利用超声波传输中距离与时间的关系，采用8051单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波液位检测系统。系统主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波液位检测系统，对液面进行了测试，采集当时的环境温度获得精确的速度，计算出液面距离。此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时检测液位。
关键词： 超声波，液位测量，温度传感器 目 录 前言………………………………………………………………………………1 1 总体概述………………………………………………………………………1 2 超声波和超声波传感器………………………………………………………3 2.1 超声波…………………………………………………………………3 2.1.1 定义……………………………………………………………3 2.1.2 超声波的主要参数……………………………………………3 2.1.3 超声波的特性…………………………………………………3 2.1.4 超声波的特点…………………………………………………3 2.1.5 超声波传感器的主要应用……………………………………3 2.2 超声波传感器测距原理………………………………………………4 2.2.1 超声波传感器…………………………………………………4 2.2.2 超声波传感器的性能指标……………………………………4 2.2.3 超声波传感器的结构…………………………………………5 2.2.4 超声波测距原理………………………………………………5 3 MCS-51系列单片机……………………………………………………………7 3.1 8051单片机的总体结构………………………………………………7 3.1.1 8051单片机的总体框图和功能………………………………7 3.1.2 8051的引脚功能………………………………………………8 3.2 8051单片机的定时器/计数器 ………………………………………10 3.2.1 8051的定时器/计数器功能 …………………………………10 3.2.2 定时器控制寄存器……………………………………………10 3.2.3 工作方式控制寄存器…………………………………………11 3.2.4 中断允许控制寄存器（IE）…………………………………11 3.2.5 定时器/计数器的工作方式……………………………………11 3.3 8051单片机的中断……………………………………………………12 3.3.1 中断的定义……………………………………………………12 3.3.2 8051单片机的中断源…………………………………………12 3.3.3 中断控制的专用寄存器………………………………………13 4 硬件设计………………………………………………………………………16 4.1 8051 单片机的最小系统组成 ………………………………………16 4.2 超声波发射电路设计…………………………………………………17 4.2.1 超声波频率及探头的选择……………………………………17 4.2.2 超声波发射电路………………………………………………17 4.3 超声波接收电路设计…………………………………………………18 4.3.1 超声波接收器…………………………………………………18 4.3.2 超声波接收电路图……………………………………………19 4.4 温度检测电路…………………………………………………………20 4.4.1 温度检测方案的分析…………………………………………20 4.4.2数字温度传感器DS18B20简介………………………………20 4.4.3 DS18B20的结构及电路………………………………………20 4.5 显示方案的论证与选择………………………………………………21 4.5.1 LED显示电路图………………………………………………21 4.6 稳压电源………………………………………………………………22 4.6.1 稳压电源构成…………………………………………………22 4.6.2 +5V电源电路…………………………………………………23 4.6.3 +12V电源电路…………………………………………………23 5 软件设计………………………………………………………………………25 5.1 主程序设计……………………………………………………………26 5.1.1 主程序流程图…………………………………………………26 5.1.2 主程序…………………………………………………………27 5.2 中断服务子程序………………………………………………………27 5.2.1 中断初始化……………………………………………………27 5.2.2 中断子程序流程图……………………………………………29 5.3 温度检测子程序………………………………………………………29 5.4 距离的计算……………………………………………………………30 结论………………………………………………………………………………31 致谢………………………………………………………………………………32 参考文献…………………………………………………………………………33 附录 A……………………………………………………………………………34 附录 B……………………………………………………………………………35 前 言 近年来，随着电子技术和信号处理技术的迅速发展，液位测量仪表中的测量技术也发展很快，经历了由机械式向机电一体化再到自动化的发展过程。结合这两大技术，尤其是将微处理器引进液位测量系统以后，使得液位计的精度越来越高，越来越向智能化、一体化、小型化的方向发展。从上世纪八十年代开始，一些发达国家就借助微电子、计算机、光纤、超声波、传感器等高科技的研究成果，将各种新技术、新方法应用到储罐液位测量领域。电子式测量方法便是其中的重要成果之一。在电子式液位测量方法中，有许多新的测量原理，包括压电式、应变式、雷达式、超声波式、浮球式、电容式、磁致伸缩式、伺服式、混合式等二十多种测量技术。由于该方法测量精度高，可靠性强，持续时间长，安装维护简单，因而正在逐步取代旧的机械式液位测量方法。用于储罐液位测量的众多电子式技术中，压电式、超声波式、应变式、浮球式、电容式五种测量技术应用最为广泛，约占总数的 60%以上。其中，超声波式测量技术的应用份额最大。 超声波液位测量有很多优点:它不仅能够定点和连续检测液位，而且能够方便地提供遥控或遥控所需的信号。与放射性技术相比，超声技术不需要防护。与目前的激光测量液位技术相比，超声方法比较简单而且价格较低。一般说来，超声波测位技术不需要有运动的部件，所以在安装和维护上有很大的优越性。特别是超声测位技术可以选用气体、液体或固体来作为传声媒质，因而有较大的适应性。所以在测量要求比较特殊，一般液位测量技术无法采用时，超声测位技术往往仍能适用。 在未来，超声波的液位测量将有更大的用途，更大的应用范围。它不但可以帮助人们解决很多生活中的困难，还可以作为科学探测和研究的手段。特别是水位的测量，可以帮助确定水位的高度，以便于其他工作的顺利进行。
1．总体概述 我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”[1]。超声波发射器发出的超声波以速度v在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。 表1.1 超声波波速与温度的关系表 温度（℃） -30 -20 -10 0 10 20 30 100 声速（m/s） 313 319 325 323 338 344 349 386
超声波液位测距原理框图如图1.1单片机发出40kHZ的信号，通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，进行处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送 LED显示。 图1.1 超声波测距系统设计框图 1.1工作原理
本文采用超声脉冲回波法测液位[5]。超声脉冲回波法的基本原理是由超声波传感器的发射探头发射超声波，当超声波遇到障碍物时会被反射，利用单片机记录超声波发射的时间和接收到回波的时间，根据当前环境下超声波的传播速度，即可通过公式 1.1 计算出超声波传播的距离，也就得到了障碍物离测试系统的距离。测距原理如图 1.2 所示。 S=C×[t／2] （1.1） 式中 S 为被测距离，C 为超声波的传播速度，t 为回波时间，t=Tl+T2。
图 1.2 超声波测距原理图 利用超声波在液体中传播时，有较好的方向性，且传播过程中能量损失较少，遇到分界面时能反射的特性，可用回波测距的原理，测定超声波发射后遇液面反射回来的时间，以确定液面的高度。超声波液位检测的原理图如图 1.3 所示。
超声波接收 超声波发送 8051 单片机 LED显示 温度检测 555 电路
