一种小盲区大量程超声波液位的测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115235582A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210771652.X(22)申请日2022.06.30(71)申请人福州普贝斯智能科技有限公司地址350007福建省福州市仓山区建新镇金岩路170号工业厂第4层(72)发明人施华健陈春盛郑金荣鲍小华沈睿汀(74)专利代理机构福州创蔚来知识产权代理有限公司35290专利代理师张磊(51)Int.Cl.G01F23/2962(2022.01)G01S7/52(2006.01)G01S7/539(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种小盲区大量程超声波液位的测量方法(57)摘要本发明为一种小盲区大量程超声波液位的测量方法。测量方法具体为：CPU对超声波换能器收到的信号转化声波信号处理、放大；信号经处理输出到CPU；CPU对信号进行判断是否收到正确正常回波；有收到正常回波，计算距离；并重新开始下一次的测量；如果没有收到正常回波，进入多脉冲模式，再次判定是否收到正常回波，如果没有收到正常回波，则增大增益系数；判断是否超过最大增益系数；如果超过最大增益系数，智能调节脉冲个数；判断是否超过最大脉冲数；有超过最大脉冲数，重新测量；没有超过最大脉冲数，可变增益放大电路初始信号值，回到进入多脉冲模式开始运行。本发明扩大超声波液位的测量范围，在不减少超声波液位量程的基础上减小盲区。CN115235582ACN115235582A权利要求书1/2页1.一种小盲区大量程超声波液位的测量方法，其特征在于：它基于以下测量系统实施：所述测量系统包括CPU、驱动电路、可变增益放大电路、带通滤波电路、整流电路、超声波换能器组成；CPU与驱动电路连接以控制驱动电路输出激励信号；驱动电路与超声波换能器连接，用于将激励信号通过超声波换能器转化为声波信号并发射接收声波信号；CPU与可变增益放大电路连接以控制增益系数；超声波换能器还依序经过可变增益放大电路、带通滤波电路、整流电路与CPU连接，使得CPU将接收的声波信号进行处理计算得到液位距离；测量方法具体步骤如下：S1：CPU发送单脉冲至驱动电路，经超声波换能器转化声波信号后发送和接收声波信号并将接收的声波信号转化为电信号，同时控制可变增益放大电路输出最小增益对转化的电信号进行放大；S2：S1中放大的电信号经带通滤波电路处理后经整流电路转化并输出到CPU；S3：CPU对S2处理的信号进行处理判断是否收到正确正常回波；S4：有收到正常回波，计算距离；重新进入步骤1开始下一次的测量；S5：没有收到正常回波，进入多脉冲模式，智能调节脉冲个数；S6：CPU发送多个脉冲至驱动电路，经超声波换能器转化声波信号并发送和接收声波信号并转化为电信号，同时控制可变增益放大电路输出最小增益对接收到的电信号进行放大；之后重复S2、S3、S4，判断是否收到正确正常回波；如果有收到正常回波，计算距离；重新进入步骤1开始下一次的测量；S7：如果S6没有收到正常回波，CPU控制增大可变增益放大电路的增益系数；S8：判断是否超过最大增益系数；S9：如果超过最大增益系数，智能调节脉冲个数；S10：判断是否超过最大脉冲数；S11：有超过最大脉冲数，重新进入步骤1开始下一次的测量；S12：没有超过最大脉冲数，可变增益放大电路初始信号值，回到S6开始运行。2.根据权利要求1所述的一种小盲区大量程超声波液位的测量方法，其特征在于：S1具体操作方式为：CPU发送单脉冲至驱动电路，驱动电路生成1000±50Vpp的激励信号以驱动超声波换能器，超声波换能器生成声波信号向外传播；声波信号遇障碍物产生反射，传回至超声波换能器生成电信号；超声波换能器转化的电信号经过可变增益放大电路，CPU输出电压信号控制可变增益放大电路以最小增益对接收的电信号进行放大。3.根据权利要求1所述的一种小盲区大量程超声波液位的测量方法，其特征在于：S2中，S1放大的电信号经带通滤波电路进行滤除有效频率以外的干扰信号处理以强抗干扰能力，后经整流电路将电信号转换为直流脉冲信号并输出到CPU进行检测。4.根据权利要求1所述的一种小盲区大量程超声波液位的测量方法，其特征在于：S3中，CPU对S2处理的直流脉冲信号与信号阈值进行比较，直流脉冲信号幅值大于相应的信号阈值认为是正常回波。5.根据权利要求1所述的一种小盲区大量程超声波液位的测量方法，其特征在于：S62CN115235582A权利要求书2/2页中，发送的脉冲数量不超过最大脉冲数。6.根据权利要求1所述的一种小盲区大量程超声波液位的测量方法，其特征在于：S8中，最大增益系数的判定标准为：可变增益放大电路增益随DAC的输出电压增大而增大，可用增益控制电压为0.1至2.9V；当DAC