鐵路罐車超聲波高精度液位測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、液面高度測量是鐵路罐車容量計量的一種主要方法。目前鐵路罐車液面高度普遍采用手動測量的方法。該方法測量效率低，勞動強(qiáng)度大，且難以保證精度。為了解決鐵路罐車液位高度測量問題，本設(shè)計開展了有關(guān)鐵路罐車超聲波液位測量系統(tǒng)的技術(shù)研究。該研究旨在使目前的鐵路罐車液位測量由手動操作變?yōu)樽詣硬僮鳎眉夹g(shù)手段保證測量精度。從而使鐵路罐車容積測量更準(zhǔn)確、更可靠。在此研究基礎(chǔ)上，設(shè)計試圖開發(fā)一套可供生產(chǎn)使用的應(yīng)用系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)一線需求。
　　 該研

2、究通過對目前使用的各種液位測量方法進(jìn)行比較，找出一種精度高、經(jīng)濟(jì)性好、實用性強(qiáng)又安全可靠的測量方法。本項目對差壓式、重錘式、超聲波式、雷達(dá)式、激光式和超聲波式液位檢測方法進(jìn)行了多方面的比較，并且對引起超聲波測距誤差的主要成因做了多方面的分析。根據(jù)性價比最佳原則，系統(tǒng)選用以300KHz超聲波換能器作為超聲波收發(fā)元件，以MSP430F235微功耗單片機(jī)為主控器，以DS18820作為溫度補(bǔ)償測量器件的超聲波液位測量方法。整個研究過程針對所選定

3、的方案設(shè)計了硬件電路，開發(fā)了相關(guān)軟件，進(jìn)行了相關(guān)實驗。
　　 同時，本文提出了一種按回波脈寬估算回波滯后時間的方法。該測量和計算方法均很方便，可在不增加過多硬件和軟件開銷的情況下，提高測量精度。實驗結(jié)果表明該方案在傳播介質(zhì)為空氣、反射面為水、瀝青和玻璃的條件下，裝置在0-600mm的測量范圍內(nèi)，液位測量精度均可達(dá)到≤±1mm的要求。此外，該測量裝置采用密封絕緣外殼，以滿足復(fù)雜測量環(huán)境的要求。因此，實驗驗證了所選方法和所設(shè)計系統(tǒng)的