[发明专利]一种气介式自标定超声波液位测量方法及其液位计

权利要求书

1.一种气介式自标定超声波液位测量方法，其特征在于包括：

将一个发射/接收于一体的超声波换能器置于一端平面上，或者分别用一个发射超声波的超声波换能器与另一个用于接收超声波的超声波换能器置于同一端平面，在端平面与被测液面之间固定设置可部分反射所发射超声波的杆状对象作为校正量具，通过设定的校正量具与端平面的已知固定精确距离来校正获得端平面与被测液面的距离，实现高精度超声波液位测量。

2.根据根据权利要求1所述的气介式自标定超声波液位测量方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)测量获得校正量具与端平面的距离为h₀；

(2)测量获得超声波经发射传播至校正量具后，反射回来接收所用的时间t₀；

(3)测量获得超声波经发射传播至被测液面后，反射回来接收所用的时间t；

(4)计算出端平面与被测液面的距离

3.根据权利要求1所述的气介式自标定超声波液位测量方法，其特征在于：所述超声波换能器发射的超声波是通过固定间隙的多组波激励发射。

4.一种利用权利要求1所述方法的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：包括壳体及安装于壳体上的超声波换能器、控制单元和校正量具，所述超声波换能器的发射端与接收端处于同一端平面；所述校正量具设于超声波换能器与被测液面之间，并与所述端平面平行；

所述控制单元包括单片机、发射输出电路、数据存储电路、接收输入电路、通信电路和工作电源电路，单片机通过发射输出电路激励发射换能器发射超声波，超声波传播至校正量具后被校正量具反射一部分回接收换能器并被转换成电信号，另一部分传播至被测液面反射回接收换能器并被转换成电信号，再经接收输入电路将两部分电信号根据时间序列分别输入至单片机的相应检测端口进行数据处理，获得所需的液位或距离数据，再经通信电路输出数据，并由存储电路存储数据；由工作电源电路向各部分电路提供所需的电源。

5.根据权利要4所述的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：所述发射输出电路具有隔离变压器，该发射输出电路通过变压器隔离后激励发射换能器发出超声波。

6.根据权利要4或5所述的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：所述校正量具为一金属杆，该金属杆两端通过两支撑臂固定于壳体上。

7.根据权利要6所述的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：所述金属杆在端平面的投影位于两超声波换能器之间。

8.根据权利要7所述的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：所述的发射换能器与接收换能器之间设有防止声短路的挡板。

9.根据权利要6所述的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：所述金属杆在端平面的投影位于两超声波换能器端面的中心连线上。

10.根据权利要4所述的气介式自标定超声波液位计，其特征在于：所述的超声波换能器采用一个发射/接收于一体的超声波换能器；或者由一个为发射超声波用的发射换能器和一个为接收超声波用的接收换能器组成。