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所属类别：2023-05-27 阅读：365次
随着当今生产力水平的快速发展，工业生产技术也迅速发展，对大型电机的使用要求越来越严格，电机油箱油位的测量技术也发生了变化。电机油箱油位的传统检测依靠人工观察或浮子阀控制，难以实时获得油箱液位的准确值，不能及时采取相应措施，容易发生严重事故，给工业生产带来不必要的重大损失，需要更稳定、安全、有效的油位测量方法。
根据电机油箱的密封性和易燃性，本文选择了非接触式液位测量，提出了利用超声波传感器和相应的模块进行测量和显示装置来检测电机油箱液位的方法。该装置具有体积小、安装简单、成本投资低、安全可靠、性价比高等优点。
1、电机油位测量显示装置的设计是基于超声波传感器的“发出脉冲-接收回波测距”原理。超声波是一种振动频率高于20kHz的声波。它具有沿直线传播、穿透物体、遇到障碍物（介质变化）时能反射声波的特点。因此，该装置是由超声波发射探头发射一定频率的超声波。当超声波在传播过程中遇到油面时，它会被反射回来。T时间后，超声波接收探头可以接收从油面反射回来的声波。
假设超声波发射探头到油面的距离为H，声波在空气中的传播速度为V，H=V*T/2。当测量超声波发射探头到油箱底部的距离L时，可以得到测量的油位高度h=L-H。电机油位测量显示装置的总体设计框图。当控制芯片STM32F103输出控制信号时，超声波发射探头发射一定频率的超声波信号，超声波接收探头接收，接收信号作为控制芯片的输入信号，控制芯片将信号与设定值进行比较，根据一定的控制规则计算差异，将计算结果传输到油位显示电路，并根据相关参数要求检查是否报警或驱动油泵供油。
2、硬件电路设计本装置硬件电路设计主要完成模拟电路和数字电路的设计，包括核心电路、超声波发射电路、超声波接收电路、油位显示电路、报警电路、驱动电路和矩阵按钮电路。
2.1、核心电路核心电路主要由五个部分组成，每个部分都有自己的特点。核心电路接线图如图2所示，主要包括复位、晶体振荡器、TTL电平串口和通用I/O端口、电源与接地等组成部分。
2.2、超声波发射电路采用555时基电路作为超声波脉冲信号发生器。控制芯片从管脚PB0输出控制信号，通过高速光电耦合器隔离，将信号发送到555时基电路，然后利用55时基电路产生40kHz超声波，然后将40kHz超声波发送到超声波发射探头发射。该装置中使用的控制芯片STM32F103系统的电源电压为3.3V,555定时器的电源电压为12V。
2.3超声波接收电路超声波接收电路主要采用CX20106芯片，是红外检波接收专用芯片。当超声波接收探头接收到40kHz信号时，使用CX20106集成芯片放大和过滤40kHz信号，然后在输出端产生低电平下降脉冲，连接到控制芯片的管脚PB1作为信号输入。
2.4、液位显示电路液位显示电路选用LCD1602显示模块，是专门显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。具有操作简单、功耗低、显示稳定等优点。
2.5、报警电路报警电路由蜂鸣器、三极管、发光二极管和一个电阻组成。当报警电路输入端接收到控制芯片发出的低电平信号时，三极管放大，然后启动报警装置。当油位过低时，报警装置启动，L1发光二极管闪烁，油泵自动加油到油箱，直到油位正常，L1停止闪烁。当油位过高时，报警装置开始运行，蜂鸣器发出报警，L2发光二极管开始以每秒一次的频率闪烁，油泵停止工作。
2.6、驱动电路的主要部件包括光电耦合器、双向晶闸门
