超声波液位计基于DSP的探讨 九

3．超声波液位计测量硬件技术

超声波液位计的设计主要包括硬件部分(超声波激发电路设计，超声波接收电路设计，基于DSP的信号处理系统以及相关外围的信号处理电路设计)和软件部分(放大增益控制系数设计，数字滤波器设计以及互相关算法的DSP实现)，为了在不减少超声波量程的前提下减少超声波液位计的盲区，对超声波换能器的电气模型进行数学建模，寻找决定超声波振动时间的参数，减少换能器余震。

3．1超声波激发模块

超声波换能器的激发依靠的是将电压加到压电陶瓷晶体两端，压电陶瓷晶体受到激发以后将产生超声波。由于本课题研发的超声波液位计量程要求有12-15m，超声波在空气中的快速衰减以及激励脉冲的产生方式，为了使得超声波的接收电路能够得到可靠的超声波回波，超声波换能器必须得到高能量的激发信号H。因此，需要将控制器产生并通过输出的激励信号经过一个激发模块将电压和功率放大，从DSP控制器的GPIO口发出的40K方波经过初步放大后接到变压器两端，变压器将激励脉冲放大到400—600V以后加到超声波换能器两端：本课题选择的微控制器其10口电平为3．3V，经过限流电阻R1以后，激发脉冲经过NPN型晶体管Q1(9014)、Q2(9014)以及Q3(901 5)的电压和功率放大后将脉冲信号加载到变压器两端，由于变压器的初级线圈会产生高电流，故采用场效应管相连。

在变压器的次级线圈部分，为了防止变压器产生的高电压对超声波的接收电路产生破坏性

影响，采用首尾互接的二极管将超声波接收电路的输入端钳制在1．4V左右，变压器发出高电压的时候，串联二极管将电压钳制为i．4V，变压器不工作而超声波换能器接收到回波的时候，串联二极管对于超声波回波振动产生的电压信号而言意味着断路，接收电路从二极管两端引出。

详情请浏览公司网站的产品中心 http://www.dlysys.com/  超声波液位计

 超声波流量计