一種超聲波液位探測儀和探測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超聲波液位探測儀和探測方法，探測儀包括：收發(fā)合制傳感器發(fā)射第一超聲波信號和第三超聲波信號，并接收第一超聲波信號、第三超聲波信號經(jīng)密閉容器的內(nèi)表面反射后的第二超聲波信號和第四超聲波信號；處理模塊根據(jù)第一超聲波信號和第二超聲波信號得到第一聲壓反射比，根據(jù)第二超聲波信號和第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比；并將第一聲壓反射比和第二聲壓反射比進行比較；當(dāng)?shù)谝唤Y(jié)果大于第一閾值時，確定液面位置介于第一傳感器對應(yīng)的第一位置與第二傳感器對應(yīng)的第二位置之間。因此，本發(fā)明提供的超聲波液位探測儀和探測方法，通過將超聲傳感器設(shè)置在罐體側(cè)面，避免了容器結(jié)構(gòu)、液體的屬性造成的液位無法探測或者液位探測不準確。
【專利說明】
-種超聲波液位探測儀和探測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及探測領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種超聲波液位探測儀和探測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)和運輸中，經(jīng)常使用耐高溫高壓的密封容器乘裝一些易燃、易爆或者 有毒的液體。由于安全或者其他需要，需要對密封容器中乘裝的液體液位進行檢測。對密 封容器中乘裝液位的檢測方法有兩種：介入式檢測方法和非介入式檢測方法。由于介入式 檢測方法存在W下缺點：會破壞密封容器的結(jié)構(gòu)，大大降低密封容器的強度；存在一些高 危安全問題，例如，密封容器中乘裝的是易燃、易爆液體采用介入式液位探測造成的安全問 題，或者密封容器中乘裝有腐蝕性的液體采用介入式液位探測會腐蝕傳感器，因此，對于一 些液體并不適用于介入式探測。非介入式探測使用最多的是超聲波探測方法，但是目前，采 用非介入式探測通常是在乘裝液體的容器底部安裝超聲波傳感器，超聲波傳感器發(fā)射超聲 波，超聲波透過容器壁進入液體，當(dāng)超聲波到達液面時會產(chǎn)生反射波，反射波再回傳，直到 被傳感器接收，通過計算超聲波的傳播時間來計算液體的高度。
[0003] 而運種非介入式探測方法存在一下缺點：當(dāng)容器中乘裝的液體是一種非均勻液 體，或者密度非均勻，或者溫度非均勻時，液體內(nèi)部聲的傳播速度也不均勻，難W獲取準確 的聲速分布，導(dǎo)致液位高度計算不準確；當(dāng)液體含有氣泡或者固體塊時，氣泡或者固體塊遇 到超聲波后會產(chǎn)生反射，而超聲波探測儀系統(tǒng)難W區(qū)分液面還是氣泡或者固體塊，同時氣 泡或者固體塊也會產(chǎn)生噪聲導(dǎo)致測量不準確；當(dāng)液體阻尼較大，液體會吸收大量的超聲波， 造成超聲波反射波非常微弱，造成超聲探測系統(tǒng)難W檢測液位高度；當(dāng)容器壁的多次反射 會造成測量盲區(qū)，即當(dāng)液面反射與罐壁的多次反射重合，難W區(qū)分，造成測量盲區(qū)；當(dāng)罐體 底部無足夠的平整區(qū)域時，難W安裝傳感器，例如常見氧氣瓶等罐體；當(dāng)液體沒有明顯液面 時，難W獲得液面回波，例如鍋爐的高壓汽包。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供的一種超聲波液位探測儀，用W避免乘裝液體的容器結(jié)構(gòu)、液體的屬 性造成的液位無法探測或者液位探測不準確。
[0005] 第一方面，本發(fā)明提供了一種超聲波液位探測儀，，用于密閉容器中液面高度探 ，所述探測儀包括：收發(fā)合制傳感器和處理模塊；其中，所述收發(fā)合制傳感器至少包括： 第一傳感器和第二傳感器；
[0006] 所述第一傳感器用于發(fā)射第一超聲波信號，并接收所述第一超聲波信號經(jīng)所述密 閉容器的內(nèi)表面反射后的第二超聲波信號；
[0007] 所述第二傳感器用于發(fā)射第=超聲波信號，并接收所述第=超聲波信號經(jīng)所述密 閉容器的內(nèi)表面反射后的第四超聲波信號；
[0008] 所述處理模塊，用于根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲 壓反射比，根據(jù)所述第二超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比；并且， 將所述第一聲壓反射比和第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果；當(dāng)所述第一結(jié)果大于 第一闊值時，確定所述液面位置介于所述第一傳感器對應(yīng)的第一位置與所述第二傳感器對 應(yīng)的第二位置之間。
[0009] 優(yōu)選地，所述探測儀還包括：操作指令接收模塊，用于接收觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸 發(fā)指令，所述第一傳感器發(fā)射所述第一超聲波信號，所述第二傳感器發(fā)射所述第=超聲波 信號。
[0010] 優(yōu)選地，處理模塊具體用于，根據(jù)所述第一超聲波和第二超聲波的電壓幅值得到 所述第一聲壓反射比；根據(jù)所述第=超聲波和第四超聲波的電壓幅值得到所述第二聲壓發(fā) 射比。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一傳感器和第二傳感器保持預(yù)設(shè)距離，分別平行于被測液面設(shè)置 在容器側(cè)壁的外表面上。
[0012] 優(yōu)選地，所述探測儀還包括：
[0013] 顯示輸出模塊，用于根據(jù)所述第一結(jié)果進行液面位置的輸出顯示；
[0014] 供電模塊，用于向收發(fā)合制傳感器、處理模塊、顯示輸出模塊和操作指令接收模塊 提供電能。
[0015] 第二方面，本發(fā)明提供一種超聲波液位探測方法，所述探測方法包括：
[0016] 接收觸發(fā)指令；
[0017] 根據(jù)所述觸發(fā)指令，所述第一傳感器發(fā)射第一超聲波信號，并接收所述第一超聲 波信號經(jīng)所述密閉容器的內(nèi)表面反射后的第二超聲波信號；
[0018] 所述第二傳感器發(fā)射第=超聲波信號，并接收所述第=超聲波信號經(jīng)所述密閉容 器的內(nèi)表面反射后的第四超聲波信號；
[0019] 根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲壓反射比，根據(jù)所述 第二超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比；并且，將所述第一聲壓反射 比和第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果；
[0020] 當(dāng)所述第一結(jié)果大于第一闊值時，確定所述液面位置介于所述第一傳感器對應(yīng)的 第一位置與所述第二傳感器對應(yīng)的第二位置之間。
[0021] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲壓反射 比，根據(jù)所述第二超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比，具體為：
[0022] 根據(jù)所述第一超聲波和第二超聲波的電壓幅值得到所述第一聲壓反射比；
[0023] 根據(jù)所述第=超聲波和第四超聲波的電壓幅值得到所述第二聲壓發(fā)射比。
[0024] 優(yōu)選地，在所述接收觸發(fā)指令之前，所述探測方法還包括：
[00巧]將所述第一傳感器和第二傳感器保持預(yù)設(shè)距離，分別平行于被測液面設(shè)置在容器 側(cè)壁的外表面上。
[00%] 優(yōu)選地，在所述將所述第一聲壓反射比和第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié) 果之后，所述探測方法還包括：
[0027] 根據(jù)所述第一結(jié)果進行液面位置的輸出顯示。
[0028] 因此，本發(fā)明提供的一種超聲波液位探測儀，通過將收發(fā)合制傳感器設(shè)置在容器 側(cè)面外表面上，當(dāng)經(jīng)過液面上下時回波強度會有明顯區(qū)別，從而探測到液面位置，避免了容 器結(jié)構(gòu)、液體屬性造成的液位無法探測或者液位探測不準確。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明提供的確定液面位置的原理示意圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明提供的一種超聲波液位探測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明提供的一種超聲波液位探測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0032] 本發(fā)明提供的超聲波液位探測儀，本實施例通過禪合劑將探測儀中兩個具有發(fā)射 和接收功能的傳感器，保持一定的距離，設(shè)置在容器側(cè)壁的外表面上，兩個傳感器分別平行 于被測液面。通過傳感器接收經(jīng)過容器側(cè)壁內(nèi)表面反射回來的超聲波信號，對接收到的超 聲波信號進行數(shù)據(jù)處理確定液面位置。如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的確定液面位置的 原理示意圖。
[0033] 當(dāng)收發(fā)合制傳感器發(fā)射超聲波信號，超聲波信號穿過罐（容器）壁，一部分超聲波 信號W入射波形式入射到容器內(nèi)部的介質(zhì)中，一部分超聲波信號W透射波的形式穿過容器 內(nèi)的介質(zhì)，還有一部分超聲波信號通過容器的內(nèi)表面反射回來，發(fā)合制傳感器接收反射回 來的超聲波信號。
[0034] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0035] 圖2為本發(fā)明提供的一種超聲波液位探測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 如圖2所示，本實施提供的一種超聲波液位探測儀包括收發(fā)合制傳感器11，處理 模塊12、顯示輸出模塊13和操作指令接收模塊14、供電模塊15。
[0037] 傳感器11具體為錯鐵酸鉛（PbZrJii x〇3, PZT)陶瓷傳感器，為AB03型巧鐵礦材料， 所述傳感器11的頻帶使用范圍為100曲Z-2MHZ。
[0038] 在一個優(yōu)選實施例中，所述傳感器11采用P5型，頻率為1. 2MHz。
[0039] 其中，收發(fā)合制傳感器11包括第一傳感器111和第二傳感器112。
[0040] 第一傳感器111發(fā)射第一超聲波信號，并接收第一超聲波信號經(jīng)所述密閉容器的 內(nèi)表面反射后的第二超聲波信號；第二傳感器112用于發(fā)射第=超聲波信號，并接收所述 第=超聲波信號經(jīng)所述密閉容器的內(nèi)表面反射后的第四超聲波信號。
[0041] 具體地，第一超聲波信號和第二超聲波信號分別經(jīng)過密閉容器壁，在密閉容器壁 與密閉容器中的介質(zhì)交界面處產(chǎn)生反射信號，第一超聲波信號產(chǎn)生第二超聲波信號，第= 超聲波信號產(chǎn)生第四超聲波信號。其中，密閉容器中的介質(zhì)包括乘裝的液體和空氣。
[0042] 所述處理模塊12,根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲壓 反射比，根據(jù)所述第二超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比；并且，將 所述第一聲壓反射比和第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果；當(dāng)所述第一結(jié)果大于第 一闊值時，確定所述液面位置介于所述第一傳感器對應(yīng)的第一位置與所述第二傳感器對應(yīng) 的第二位置之間。
[0043] 具體為，第一結(jié)果可W具體為第一聲壓反射比與第二聲壓反射比相減，根據(jù)相減 后的結(jié)果對密閉容器中液體高度進行判斷。即當(dāng)?shù)谝宦晧悍瓷浔扰c第二聲壓反射比的值相 等或相接近時，表示兩個傳感器都處于液面W上或者液面W下位置。當(dāng)?shù)谝宦晧悍瓷浔扰c 第二聲壓反射比的值相差很大時，表示兩個傳感器分別處于液面W上和液面W下，表示液 面處于兩個傳感器位置的中間位置。
[0044] 在一個具體實施例中，處理模塊12包括：數(shù)字處理單元、輸出單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單 元、輸入單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。數(shù)字處理單元通過輸出單元根據(jù)操作指令接收模塊14接收 到的觸發(fā)指令將輸出信號傳輸給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，輸出信號為預(yù)先存儲的正弦波序列；數(shù)模 轉(zhuǎn)換單元將輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并傳輸給收發(fā)合制傳感器11 ;收發(fā)合制傳感器11接 收信號后，將信號轉(zhuǎn)換成聲信號進行發(fā)射，當(dāng)聲波遇到容器內(nèi)壁時，一部分聲波透射過容 器內(nèi)壁與容器內(nèi)介質(zhì)的界面，另一部分聲波則反射回去，再次被收發(fā)合制傳感器11接收， 即收發(fā)合制傳感器11中的第一傳感器111發(fā)射第一超聲波信號經(jīng)密閉容器內(nèi)壁反射后接 收第二超聲波信號，第二傳感器112發(fā)射第=超聲波信號經(jīng)密閉容器內(nèi)壁反射后接收第四 超聲波信號；收發(fā)合制傳感器11將接收到的第二超聲波信號和第四超聲波信號經(jīng)過輸入 單元，傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將第二超聲波信號和第四超聲波信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并 傳輸給數(shù)字處理單元；將輸出信號的電壓幅值與第二超聲波的電壓幅值相比得到第一聲 壓反射比，將輸出信號的電壓幅值與第四超聲波的電壓幅值相比得到第二聲壓發(fā)射比；并 將第一聲壓反射比和第二聲壓反射比相減，當(dāng)?shù)谝宦晧悍瓷浔扰c第二聲壓反射比之間的差 值很大時，確定所述液面位置介于所述第一傳感器111對應(yīng)的第一位置與所述第二傳感器 112對應(yīng)的第二位置之間；當(dāng)?shù)谝宦晧悍瓷浔扰c第二聲壓發(fā)射比之間的差值相等或者相近 時，表明第一傳感器111和第二傳感器112處于液面的同一側(cè)，即同在液面位置W下或者同 在液面W上。其中數(shù)字處理單元外接顯示輸出模塊13。
[0045] 處理模塊12通過發(fā)射信號和接收信號的電壓幅值得到聲壓反射比。相當(dāng)于通過 介質(zhì)的特征阻抗得到的聲壓反射比，可W具體為：采用介質(zhì)的特征阻抗公式：
[0046]
(1)
[0047] 其中，Ri= P iCi，R康示容器材料的特性阻抗，P康示容器材料的密度，C康示 聲音在容器材料中的傳播速度；Rz= P 2C2, Rz表示容器內(nèi)介質(zhì)的特性阻抗，P 2表示容器內(nèi) 包括介質(zhì)的密度，C2表示聲音在介質(zhì)中傳播的速度。容器內(nèi)的介質(zhì)包括空氣和乘裝的液體。
[0048] 當(dāng)傳感器11在液面W上時，容器內(nèi)的介質(zhì)為空氣，當(dāng)傳感器11在液面W下時，容 器內(nèi)的介質(zhì)為液體。由于容器中空氣與液體的密度比較大，而且聲音在空氣或者液體中的 傳播速度也相差很大，傳感器在液面W上與在液面W下接收到的信號也會有差別，將接收 的到信號進行處理得到的聲壓反射比相差很大。
[0049] 在一個具體實施中，根據(jù)第一傳感器發(fā)射信號與接收信號得到的聲壓反射比與根 據(jù)第二傳感器發(fā)射信號與接收信號得到的聲壓反射比相等或者相近時，表示兩個傳感器的 位置都處于液面W上或者液面W下。通過將兩個傳感器的位置進行上下移動，進行液面探 ，重復(fù)探測，截止到根據(jù)第一傳感器發(fā)射信號與接收信號得到的聲壓反射比與根據(jù)第二 傳感器發(fā)射信號與接收信號得到的聲壓反射比有明顯差別時，確定容器中液面處于兩個傳 感器所在位置的之間。在運種情況下，如果兩個探測器設(shè)置在容器壁側(cè)壁上的距離較遠時， 可W將兩個傳感器同時向相反方向移動，縮短兩個傳感器之間的距離進行探測，獲取容器 中液面高度。也可W固定兩個傳感器中其中一個傳感器，將另外一個傳感器向固定的傳感 器的方向移動，并進行檢測，獲取容器液面高度。
[0050] 可選地，所述處理模塊12還可W包括過濾器和信號增益單元，過濾器的一端分別 連接數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，另一端連接信號增益單元，信號增益單元外接收發(fā)合 制傳感器11。過濾器用于將轉(zhuǎn)換為模擬信號的輸出信號、第二超聲波信號和第四超聲波信 號進行過濾，去除接收到的干擾信號。信號增益單元用于將過濾后的輸出信號、第二超聲波 信號和第四超聲波信號進行信號放大。
[0051] 具體地，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將接收到的模擬第一超聲波信號和第二超聲波信號分別轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號；然后經(jīng)過過濾器和信號增益單元對信號進行過濾和放大后傳輸給數(shù)字信號 處理單元進行處理。
[0052] 在一個優(yōu)選實施例中，所述處理模塊12可W具體為TI公司生產(chǎn)的0MAP-L137忍 片。
[0053] 所述顯示輸出模塊13,用于根據(jù)所述第一結(jié)果進行液面位置的輸出顯示。
[0054] 具體地，當(dāng)處理模塊12得到第一結(jié)果時，將第一結(jié)果傳輸給顯示輸出模塊13,顯 示輸出模塊13根據(jù)第一結(jié)果，向用戶顯示確定液面位置探測到還是未探測到。 陽化5] 優(yōu)選地，顯示輸出模塊13可W具體為二極管化i曲t血itting Diode, LED)燈，顯 示輸出模塊13可W具體包括=個L邸燈，分別指示電源，確定液面位置和未確定液面位置。
[0056] 在一個具體實施例中，當(dāng)確定液面位置時，L邸燈顯示綠燈亮，當(dāng)未確定液面位置 時，LH)燈顯示紅燈亮。
[0057] 所述操作指令接收模塊14,用于接收觸發(fā)指令，所述傳感器根據(jù)所述觸發(fā)指令發(fā) 射超聲波信號。
[0058] 操作指令接收模塊14可W具體為按鍵，包括電源開關(guān)按鍵和觸發(fā)超聲波發(fā)射按 鍵。
[0059] 具體地，當(dāng)將兩個傳感器保持一定的距離，分別平行于被測液面設(shè)置在容器側(cè)壁 的外表面上之后，探測者可W通過控制電源開關(guān)按鍵將探測儀打開，通過觸發(fā)超聲波發(fā)射 按鍵控制探測儀的兩個傳感器分別發(fā)射超聲波。其中，兩個傳感器保持設(shè)置時保持的距離 可W根據(jù)液面波動的范圍確定。 W60] 供電模塊105,用于向傳感器11、處理模塊12、顯示輸出模塊13和操作指令接收模 塊14提供電能。
[0061] 在一個優(yōu)選實施例中，所述供電模塊105可W具體為裡電池。
[00創(chuàng)因此，本實施例提供的超聲波液位探測儀，通過將兩個傳感器平行于被測液面，保 持一定距離設(shè)置在容器側(cè)壁的外表面上，傳感器接收容器內(nèi)壁反射回來的超聲波，經(jīng)過數(shù) 據(jù)處理確定液面的位置，可W經(jīng)過移動傳感器在側(cè)壁上的位置，最終確定密閉容器中液位 高度，避免了容器結(jié)構(gòu)、液體屬性造成的液位無法探測或者液位探測不準確。
[0063] 圖3為本發(fā)明提供的一種超聲波液位探測方法的流程圖。
[0064] 如圖3所示，本實施例提供的超聲波液位探測方法包括W下步驟： 陽0化]步驟201，將第一傳感器和第二傳感器保持預(yù)設(shè)距離，分別平行于被測液面設(shè)置在 容器側(cè)壁的外表面上。
[0066] 具體地，通過禪合劑將第一傳感器和第二傳感器設(shè)置在容器側(cè)壁的外表面上，第 一傳感器和第二傳感器保持一定的距離，上下平行于被測液體的液面。其中，所述容器內(nèi)包 括被測液體。禪合劑是通過禪合劑噴射裝置得到，禪合劑噴射裝置可W具體為按壓式噴射 裝置和禪合劑瓶，包括按壓噴射鍵，通過按壓噴射鍵，將禪合劑從禪合瓶中擠出。第一傳感 器和第二傳感器之間的保持的預(yù)設(shè)距離可W根據(jù)被測液面上下波動的范圍來設(shè)定。 陽067] 步驟202,接收觸發(fā)指令。
[0068] 通過操作指令接收模塊上設(shè)置的電源開關(guān)按鍵和觸發(fā)超聲波發(fā)射按鍵，操作者根 據(jù)需要，觸動觸發(fā)超聲波發(fā)射按鍵，生成觸發(fā)指令。
[0069] 步驟203,根據(jù)觸發(fā)指令，所述第一傳感器發(fā)射第一超聲波信號；第二傳感器發(fā)射 第S超聲波信號。
[0070] 步驟204,第一傳感器接收第二超聲波信號；第二傳感器接收第四超聲波信號。
[0071] 具體地，第一超聲波信號和第二超聲波信號分別經(jīng)過密閉容器壁，在密閉容器壁 與密閉容器中的介質(zhì)交界面處產(chǎn)生反射信號，第一超聲波信號產(chǎn)生第二超聲波信號，第= 超聲波信號產(chǎn)生第四超聲波信號。其中，密閉容器中的介質(zhì)包括乘裝的液體和空氣。
[0072] 步驟205,根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲壓反射比， 根據(jù)所述第二超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比。
[0073] 具體地，根據(jù)第一超聲波和第二超聲波的電壓幅值得到第一聲壓反射比；根據(jù)第 =超聲波和第四超聲波的電壓幅值得到第二聲壓發(fā)射比。相當(dāng)于通過介質(zhì)的特征阻抗得到 的聲壓反射比，具體為，采用介質(zhì)的特征阻抗公式（1):
[0074]
陽0巧]其中，Ri= P iCi，，Ri表示容器材料的特性阻抗，P 1表示容器材料的密度，C 1表示 聲音在容器材料中的傳播速度；Rz= P 2C2，R2表示容器內(nèi)介質(zhì)的特性阻抗；P 2表示容器內(nèi) 包括介質(zhì)的密度，C2表示聲音在介質(zhì)中傳播的速度。容器內(nèi)的介質(zhì)包括空氣和乘裝的液體。
[0076] 液面W上，容器內(nèi)的介質(zhì)為空氣，液面W下，容器內(nèi)的介質(zhì)為液體。對傳感器在液 面W上與在液面W下分別接收到的超聲波反射信號做處理得到的兩個聲壓反射比相差很 大。
[0077] 步驟206,將所述第一聲壓反射比和第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果。
[0078] 具體地，第一比較結(jié)果可W具體為第一聲壓反射比與第二聲壓反射比相減，根據(jù) 相減后的結(jié)果對密閉容器中液體高度進行判斷。即當(dāng)?shù)谝宦晧悍瓷浔扰c第二聲壓反射比的 值相等或相接近時，表示兩個傳感器都處于液面W上或者液面W下位置。當(dāng)?shù)谝宦晧悍瓷?比與第二聲壓反射比的值相差很大時，表示兩個傳感器分別處于液面W上和液面W下，表 示液面處于兩個傳感器位置的中間位置。
[0079] 步驟207,根據(jù)所述第一結(jié)果進行液面位置顯示。
[0080] 具體地，根據(jù)步驟206處理得到兩個聲壓反射比比較的結(jié)果進行顯示，當(dāng)?shù)玫铰?壓反射比值較大時，通過L邸燈顯示檢測到液面位置，當(dāng)?shù)玫降穆晧悍瓷浔戎迪嗟然蛘呦?接近時，通過L邸燈顯示未檢測到液面位置。
[0081] 在一個具體實施例中，當(dāng)確定液面位置時，L邸燈顯示綠燈亮，當(dāng)未確定液面位置 時，L邸燈顯示紅燈亮。當(dāng)L邸紅燈亮?xí)r，通過同時將收發(fā)合制傳感器向上或者向下移動， 重新發(fā)射和接收超聲波信號，獲取第一聲壓反射比和第二聲壓反射比確定密閉容器中液面 高度。最終確定液面位置。
[0082] 在另一個具體實施例中，當(dāng)未檢測到液面位L邸紅燈亮?xí)r時，可W將收發(fā)合制傳 感器中的一個傳感器固定，移動其中一個傳感器，確定液面位置。
[0083] 因此，通過本發(fā)明實施例提供的超聲波液位探測方法，將兩個傳感器平行于被測 液面，保持一定距離設(shè)置在容器側(cè)壁的外表面上，傳感器接收容器內(nèi)介質(zhì)反射回來的超聲 波，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理確定液面的位置，避免了容器結(jié)構(gòu)、液體屬性造成的液位無法探測或者液 位探測不準確。
[0084] 專業(yè)人員應(yīng)該還可W進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的 單元及算法步驟，能夠W電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬 件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。 運些功能究竟W硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。 專業(yè)技術(shù)人員可W對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是運種實現(xiàn) 不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
[00化]結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可W用硬件、處理器執(zhí)行的 軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可W置于隨機存儲器（RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器 (ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域 內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。
[0086] W上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步 詳細說明，所應(yīng)理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種超聲波液位探測儀，用于密閉容器中液面高度探測，其特征在于，所述探測儀包 括：收發(fā)合制傳感器和處理模塊；其中，所述收發(fā)合制傳感器至少包括：第一傳感器和第二 傳感器； 所述第一傳感器用于發(fā)射第一超聲波信號，并接收所述第一超聲波信號經(jīng)所述密閉容 器的內(nèi)表面反射后的第二超聲波信號； 所述第二傳感器用于發(fā)射第三超聲波信號，并接收所述第三超聲波信號經(jīng)所述密閉容 器的內(nèi)表面反射后的第四超聲波信號； 所述處理模塊，用于根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲壓反 射比，根據(jù)所述第二超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比；并且，將所 述第一聲壓反射比和第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果；當(dāng)所述第一結(jié)果大于第一 閾值時，確定所述液面位置介于所述第一傳感器對應(yīng)的第一位置與所述第二傳感器對應(yīng)的 第二位置之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探測儀，其特征在于，所述探測儀還包括： 操作指令接收模塊，用于接收觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令，所述第一傳感器發(fā)射所述 第一超聲波信號，所述第二傳感器發(fā)射所述第三超聲波信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波液位探測儀，其特征在于，處理模塊具體用于，根據(jù)所 述第一超聲波和第二超聲波的電壓幅值得到所述第一聲壓反射比；根據(jù)所述第三超聲波和 第四超聲波的電壓幅值得到所述第二聲壓發(fā)射比。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探測儀，其特征在于，所述第一傳感器和第二傳感器 保持預(yù)設(shè)距離，分別平行于被測液面設(shè)置在容器側(cè)壁的外表面上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探測儀，其特征在于，所述探測儀還包括： 顯示輸出模塊，用于根據(jù)所述第一結(jié)果進行液面位置的輸出顯示； 供電模塊，用于向收發(fā)合制傳感器、處理模塊、顯示輸出模塊和操作指令接收模塊提供 電能。6. -種超聲波液位探測方法，其特征在于，所述探測方法包括： 接收觸發(fā)指令； 根據(jù)所述觸發(fā)指令，所述第一傳感器發(fā)射第一超聲波信號，并接收所述第一超聲波信 號經(jīng)所述密閉容器的內(nèi)表面反射后的第二超聲波信號； 所述第二傳感器發(fā)射第三超聲波信號，并接收所述第三超聲波信號經(jīng)所述密閉容器的 內(nèi)表面反射后的第四超聲波信號； 根據(jù)所述第一超聲波信號和所述第二超聲波信號得到第一聲壓反射比，根據(jù)所述第二 超聲波信號和所述第四超聲波信號，得到第二聲壓反射比；并且，將所述第一聲壓反射比和 第二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果； 當(dāng)所述第一結(jié)果大于第一閾值時，確定所述液面位置介于所述第一傳感器對應(yīng)的第一 位置與所述第二傳感器對應(yīng)的第二位置之間。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一超聲波信號和所 述第二超聲波信號得到第一聲壓反射比，根據(jù)所述第二超聲波信號和所述第四超聲波信 號，得到第二聲壓反射比，具體為： 根據(jù)所述第一超聲波和第二超聲波的電壓幅值得到所述第一聲壓反射比； 根據(jù)所述第三超聲波和第四超聲波的電壓幅值得到所述第二聲壓發(fā)射比。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測方法，其特征在于，在所述接收觸發(fā)指令之前，所述探測 方法還包括： 將所述第一傳感器和第二傳感器保持預(yù)設(shè)距離，分別平行于被測液面設(shè)置在容器側(cè)壁 的外表面上。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測方法，其特征在于，在所述將所述第一聲壓反射比和第 二聲壓反射比進行比較，得到第一結(jié)果之后，所述探測方法還包括： 根據(jù)所述第一結(jié)果進行液面位置的輸出顯示。
【文檔編號】G01F23/284GK105987737SQ201510080895
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月13日
【發(fā)明人】田靜, 程曉斌, 楊軍, 王勛
【申請人】中國科學(xué)院聲學(xué)研究所