技术摘要：
本发明公开了一种高精度短距离超声波液位测量装置，属于测量仪器技术领域。本发明为了解决现有技术中的液位测量装置测量误差大的问题。本发明包括主控制器、超声波发射接收装置、波导管和浮板，波导管为上下两端敞口的空心筒状结构，波导管竖直安装且波导管的下端伸入  全部
背景技术：
人耳能够听到的声波频率为20Hz-20kHz，超声波是超出人耳听力极限的声波即频 率超过20kHz的机械波。超声波具有透性好、方向性强、波长短的特点，广泛用于测距、测速、 碎石、杀菌消毒等。利用超声波进行测距，比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，测 量精度也能达到要求，因此超声波在测距领域应用极为广泛。 利用超声波在传播过程中遇到介质的变化会发生发射这一特性，现有的超声波液 位测量装置大多采用非接触式的方式，即超声波探头与液面有一定间隔，不和被测液面直 接接触。在中国专利CN201410734794公开的一种小量程液位测量装置和中国专利 CN209148097U公开的一种浮子反射式超声波液位传感器都是采用的是超声波换能器或导 杆直接与液体接触的方法。然而这种方法若是使用在被测液体为酸碱的情况下，超声波换 能器和导杆与液体直接接触会被腐蚀，造成影响。GB/T11828《水位测量仪器》的要求，准确 度为在测量范围内，以静水施测得结果为准，超声波水位计的最大允许误差应不大于± 3cm。现有的超声波液位计盲区通常在30cm-50cm，无法实现30cm一下短距离的测量；现有的 非接触式超声波液位计在测量静态液面时较为准确，但是动态波动情况下误差较大，原因 为，波动情况下，会造成回波乱反射，使得接收装置无法准确的接收到回波信号，会对测量 结果造成干扰，误差增大。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种高精度短距离超声波液位测量装置，解决 了现有技术中的液位测量装置盲区过大以及当液面不平稳时导致测量不准确的问题。 一种高精度短距离超声波液位测量装置，包括主控制器、超声波发射接收装置、波 导管和浮板，所述波导管为上下两端敞口的空心筒状结构，波导管竖直安装且波导管的下 端伸入待测液面内，浮板漂浮在导波管内的液面上，超声波发射接收装置安装在浮板上方。 进一步的，所述浮板下端设有若干均匀布置的配重体，所述配重体密度大于待测 液体密度。 进一步的，所述配重体通过连接线悬挂在所述浮板下方。 进一步的，所述配重体安装在浮板的边缘处和浮板的中心处。 进一步的，所述配重体外部具有防腐壳体。 进一步的，所述超声波发射接收装置包括超声波发射电路和超声波接收电路，主 控制器分别连接超声波发射电路和超声波接收电路。 进一步的，所述超声波发射电路包括超声波发射探头和并联连接的第一接收电路 和第二接收电路，第一接收电路与第二接收电路的结构相同，所述第一接收电路包括第一 3 CN 111609901 A 说　明　书 2/6 页 电阻、加速电容、三极管、下拉电阻和若干并联的集电极电阻，所述第一电阻一端连接主控 制器，第一电阻另一端连接三极管的基极，所述加速电容并接在第一电阻两端，下拉电阻的 两端分别连接三极管的基极和发射极，所述集电极电阻一端连接三极管的集电极，另一端 连接电源。 进一步的，所述超声波接收电路包括超声波接收探头和接收电路，所述接收电路 包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、 第六电容、电位器和比较放大器；第三电阻、电位器和第四电阻依次串联连接，第五电阻和 第六电阻串联连接，超声波接收探头一端通过第二电阻连接电源，第一电容一端接在超声 波接收探头与第二电阻之间，第一电容的另一端接在第三电阻和电位器之间，电位器的另 一端通过第四电阻接地，电位器的滑动端连接比较放大器的反相输入端，比较放大器的同 相输入端接在第五电阻和第六电阻之间，比较放大器的输出端连接由第八电阻和第六电容 组成的RC滤波电路。 进一步的，第二电容、第三电容、第四电容、第五电容，所述第二电容和第三电容并 联构成第一滤波电路，第四电容和第五电容并联构成第二滤波电路，所述第一滤波电路连 接第三电阻，第二滤波电路连接第五电阻。 进一步的，所述比较放大器的输出端连接第七电阻。 如上所述，本发明提供的一种高精度短距离超声波液位测量装置，具有如下效果： 本申请采用了波导管和浮板配合的结构，在液面发生波动时，波导管与其内部的 浮板配合，大大降低了浮板的波动幅度，最大限度的保持了浮板与超声波发射接收装置位 置的平衡，提高了测量精度。 本申请采用浮子底下配有重物，防止浮子抖动使装置更加稳定可靠，而且现有的 装置只适用于纯净的液体，本装置采用的材料是聚四氟乙烯，可适用于酸性等腐蚀性液体 的测量环境中。 本申请适于测量距离范围在2cm-10cm之间的短距离液位测量，测量精度可达到 1mm。 附图说明 图1为本发明具体实施例的高精度短距离超声波液位测量装置整体结构示意图； 图2为本发明具体实施例的浮板与配重体的俯视图； 图3为本发明具体实施例的超声波发射电路原理图； 图4为本发明具体实施例的超声波接收电路原理图； 图5为本发明具体实施例的的回波信号处理结果波形图； 图6为本发明具体实施例的超声波回波幅衰减图； 图7为本发明具体实施例的超声波回波经比较器整形后波形； 图8为采用脉宽补偿后的超声波回波波幅衰减图及发送波形与回波关系，图8a为 超声波回波波幅衰减图，图8b为发送波与回波关系； 图9为本发明具体实施例的液位测量流程图。 4 CN 111609901 A 说　明　书 3/6 页