超聲波液位計(jì)的模擬測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲波液位計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波液位計(jì)的模擬測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于超聲波液位計(jì)發(fā)射功率大，測(cè)量精度高使其得到越來越廣泛應(yīng)用。超聲波物位計(jì)的工作原理是由換能器(探頭)發(fā)出高頻超聲波脈沖遇到被測(cè)介質(zhì)表面被反射回來，部分反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時(shí)間間隔與換能器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時(shí)間T之間的關(guān)系可以用公式表示:S=C*T/2。在測(cè)試超聲液位計(jì)時(shí)，為了升降容器內(nèi)的液位，一般采用對(duì)透明容器用水泵注水和排水的系統(tǒng)，對(duì)于大容積的容器，注水和排水時(shí)間較長(zhǎng)，液位定位穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致時(shí)間的浪費(fèi)，同時(shí)大功率的水泵運(yùn)行時(shí)噪音很大，產(chǎn)生環(huán)境噪聲，并且液位的實(shí)際值也不精確，只是憑肉眼觀察，不能精確測(cè)試出液位計(jì)的準(zhǔn)確度。因此針對(duì)超聲波測(cè)量液位原理，有必要設(shè)計(jì)一種精確模擬容器內(nèi)物料液面位置，并快速定位位置的低噪音測(cè)試系統(tǒng).使對(duì)超聲波液位計(jì)的測(cè)試不需要實(shí)際物料液位也可以準(zhǔn)確完成，并且不產(chǎn)生環(huán)境噪音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種超聲波液位計(jì)的模擬測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以有效地解決用注排水系統(tǒng)測(cè)試超聲波液位計(jì)時(shí)噪音大，液位定位時(shí)間長(zhǎng)，液位值不精確等問題，使超聲波液位計(jì)的測(cè)試在沒有實(shí)際物料的情況下也能實(shí)現(xiàn)。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:一種超聲波液位計(jì)的模擬測(cè)試系統(tǒng)，包括開口容器以及懸置在容器開口上方的超聲波液位計(jì)，所述容器內(nèi)設(shè)有液面模擬裝置，所述容器的底面下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)螺旋絲桿穿過容器的底面伸入容器內(nèi)與容器內(nèi)的液面模擬裝置固定連接，所述步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與PLC模塊連接，所述PLC模塊分別與超聲波液位計(jì)、觸摸屏連接，所述觸摸屏用于將接收的指令信號(hào)傳遞給PLC模塊，所述PLC模塊用于接收觸摸屏的指令信號(hào)，輸出控制信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用于控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)，帶動(dòng)液面模擬裝置移動(dòng)，所述超聲波液位計(jì)用于將檢測(cè)到的液面模擬裝置的位置信號(hào)傳遞給PLC模塊，所述PLC模塊接收超聲波液位計(jì)的位置信號(hào)，并傳輸?shù)接|摸屏顯示。
[0005]所述步進(jìn)電機(jī)采用直線步進(jìn)電機(jī)。
[0006]所述觸摸屏采用型號(hào)為TK6070I的觸摸屏。
[0007]所述PLC模塊采用型號(hào)為FX3U的PLC。
[0008]所述液面模擬裝置為一金屬圓盤，該金屬圓盤固定在步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)螺旋絲桿上。
[0009]所述金屬圓盤通過緊固螺母固定在步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)螺旋絲桿上。
[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案的有益效果為:本實(shí)用新型采用觸摸屏設(shè)置液位計(jì)測(cè)量參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)，用PLC驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)容器內(nèi)金屬圓盤作正向或反向運(yùn)動(dòng)，模擬液位的上升和下降。液位計(jì)發(fā)射的超聲波遇到金屬圓盤后反射被液位計(jì)接收，實(shí)現(xiàn)用金屬圓盤模擬實(shí)際液位。同時(shí)，PLC通過RS232接口與液位計(jì)實(shí)時(shí)通信，液位計(jì)將測(cè)得的液位值傳送給PLC，由PLC傳輸給觸摸屏顯示。由于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度很高，可以實(shí)現(xiàn)0.02毫米的步進(jìn)。因此相比于容器內(nèi)注水或排水的系統(tǒng)測(cè)液位，由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行噪音很小，定位準(zhǔn)確，快速，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高精度液位值給定，低噪音，快速定位，并且不需要注入實(shí)際物料。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的步進(jìn)電機(jī)與金屬圓盤的安裝示意圖；
[0013]圖3為圖2的俯視圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖；
[0015]圖5為超聲波測(cè)液位示意圖。
[0016]附圖中，I為開口容器，2為金屬圓盤，3為步進(jìn)電機(jī)，31為電機(jī)螺旋絲桿，4為鎖緊螺母，5為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，6為PLC模塊，7為超聲波液位計(jì)，8為觸摸屏。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0018]參見圖1至圖5，一種超聲波液位計(jì)7的模擬測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)施例，包括開口容器I以及懸置在容器開口上方的超聲波液位計(jì)7，所述容器內(nèi)設(shè)有液面模擬裝置，所述容器的底面下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)3，所述步進(jìn)電機(jī)3的電機(jī)螺旋絲桿31穿過容器的底面伸入容器內(nèi)與容器內(nèi)的液面模擬裝置固定連接，所述步進(jìn)電機(jī)3與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器5連接，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器5與PLC模塊6連接，所述PLC模塊6分別與超聲波液位計(jì)7、觸摸屏8連接，所述觸摸屏8用于將接收的指令信號(hào)傳遞給PLC模塊6，所述PLC模塊6用于接收觸摸屏8的指令信號(hào)，輸出控制信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器5，用于控制步進(jìn)電機(jī)3的工作狀態(tài)，帶動(dòng)液面模擬裝置移動(dòng)，所述超聲波液位計(jì)7用于將檢測(cè)到的液面模擬裝置的位置信號(hào)傳遞給PLC模塊6，所述PLC模塊6接收超聲波液位計(jì)7的位置信號(hào)，并傳輸?shù)接|摸屏8顯示。
[0019]參見圖4，采用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超聲波液位計(jì)7功能模擬測(cè)試的系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0020]首先，在觸摸屏8上設(shè)置相關(guān)參數(shù)，包括初始液位值、模擬液位值、量程、步進(jìn)電機(jī)3行進(jìn)速度，并傳遞給PLC模塊6，通過觸摸屏8啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)試，PLC模塊6比較模擬液位值與初始液位值，計(jì)算兩者的差值，根據(jù)差值正負(fù)確定步進(jìn)電機(jī)3旋轉(zhuǎn)方向以及輸出到步進(jìn)電機(jī)3的脈沖個(gè)數(shù)，步進(jìn)電機(jī)3根據(jù)設(shè)定的步進(jìn)電機(jī)3行進(jìn)速度行進(jìn)，待步進(jìn)電機(jī)3行進(jìn)到位后，超聲波液位計(jì)7測(cè)量液面模擬裝置的液位，PLC模塊6通過RS232接口讀取超聲波液位計(jì)7的液位測(cè)量值與設(shè)定的模擬液位值進(jìn)行比較，判斷得出液位計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度，并傳輸?shù)接|摸屏8顯示。
[0021]所述觸摸屏8上設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕，用于控制PLC模塊6進(jìn)行手動(dòng)模式與自動(dòng)模式之間的切換，PLC模塊6位于手動(dòng)模式時(shí)，用于手動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)3正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，用于設(shè)置液面模擬裝置的初始液位位置，PLC模塊6位于自動(dòng)模式時(shí)，用于自動(dòng)完成超聲波液位計(jì)7功能模擬測(cè)試。
[0022]在觸摸屏8上設(shè)置的相關(guān)參數(shù)還包括最高液位值，最高液位值與超聲波液位計(jì)7底部的超聲波發(fā)送端之間的距離區(qū)域?yàn)槌暡ㄒ何挥?jì)7測(cè)試盲區(qū)，所述初始液位值、模擬液位值均小于最高液位值。超聲波液位計(jì)7測(cè)試盲區(qū)