固體密度的電子測(cè)量裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種固體密度的電子測(cè)量裝置。包括：鐵架臺(tái)(1)、燒杯(2)、壓力傳感器(3)、水(4)、待測(cè)固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、單片機(jī)(8)、LCD液晶顯示器(9)。測(cè)量時(shí)，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(jī)(8)，單片機(jī)(8)將處理結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯示固體密度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 固體密度的電子測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于物理測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種固體密度的電子測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在超聲波液位測(cè)量技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛是超聲波脈沖回波方法，由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖，傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器，測(cè)出超聲波脈沖從發(fā)射到接受所需的時(shí)間，根據(jù)媒介中的聲速，就能得到從傳感器到液面之間的距離，從而確定液位高度。測(cè)距儀的分辨率取決于對(duì)超聲波傳感器的選擇。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。由于超聲波在空氣中傳播時(shí)會(huì)有相當(dāng)?shù)乃p，衰減的程度與頻率的高低成正比。而頻率高分辨率也高，故短距離測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇頻率高的傳感器，而長(zhǎng)距離的測(cè)量時(shí)應(yīng)用低頻率的傳感器。
[0003]壓電式超聲波探頭是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。超聲波探頭當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器。反之，如果兩電極問(wèn)未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收器。
[0004]壓力傳感器是能感受壓力并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號(hào)，模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)?；蛟谝欢芜B續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號(hào)。
[0005]壓力傳感器的種類(lèi)繁多，主要有壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路(通常是A / D轉(zhuǎn)換和CPU)顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0006]單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit)，常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，通過(guò)程序，用單片機(jī)可以方便的控制LED燈、數(shù)碼管點(diǎn)亮速度和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以方便的產(chǎn)生各種隨機(jī)數(shù)字并進(jìn)行運(yùn)算。通過(guò)程序可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高智能，高效率，以及高可靠性。
[0007]LCD液晶顯示器是Liquid Crystal Display的簡(jiǎn)稱(chēng)，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫(huà)面。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]固體密度的測(cè)量和計(jì)算比較麻煩，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、性能可靠、造價(jià)低廉的固體密度的電子測(cè)量裝置，可自動(dòng)顯示出固體密度的測(cè)量結(jié)果O
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括:鐵架臺(tái)⑴、燒杯⑵、壓力傳感器⑶、水⑷、待測(cè)固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、單片機(jī)(8)、LCD液晶顯示器(9)，其特征是:鐵架臺(tái)(I)由底座、立桿和橫桿構(gòu)成，鐵架臺(tái)(I)下面是一底座，底座上固定一立桿，立桿上水平固定一橫桿，壓力傳感器(3)放置在鐵架臺(tái)(I)的底座上，燒杯(2)放置在壓力傳感器⑶上，燒杯⑵中放入水⑷，7K⑷中浸入待測(cè)固體(5)，鐵架臺(tái)⑴的橫桿上固定超聲波發(fā)射探頭(6)和超聲波接收探頭(7)，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭
(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(jī)(8)，單片機(jī)(8)將處理結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯不O
[0010]所述的單片機(jī)(8)帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1固體密度的電子測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2固體密度的電子測(cè)量裝置信號(hào)處理方框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作具體說(shuō)明。
[0014]參見(jiàn)圖1固體密度的電子測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，固體密度的電子測(cè)量裝置由鐵架臺(tái)(I)、燒杯(2)、壓力傳感器(3)、水(4)、待測(cè)固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)組成，鐵架臺(tái)(I)由底座、立桿和橫桿構(gòu)成，鐵架臺(tái)(I)下面是一底座，底座上固定一立桿,立桿上水平固定一橫桿,壓力傳感器(3)放置在鐵架臺(tái)(I)的底座上，燒杯(2)放置在壓力傳感器⑶上，燒杯⑵中放入水⑷，7K⑷中浸入待測(cè)固體(5)，鐵架臺(tái)⑴的橫桿上固定超聲波發(fā)射探頭(6)和超聲波接收探頭(7)。
[0015]參見(jiàn)圖2固體密度的電子測(cè)量裝置信號(hào)處理方框圖，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(jī)(8)，單片機(jī)(8)將處理結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯示。
[0016]所述的單片機(jī)(8)帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0017]超聲波測(cè)距的原理為超聲波發(fā)射探頭(6)在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到 水面后反射回來(lái)，就被超聲波接收探頭(7)所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)射探頭(6)與反射物體的距離。距離的計(jì)算公式為:d=s / 2=ct / 2其中，d為水面與超聲波接收探頭(7)的距離，s為聲波的來(lái)回的路程，c為聲速，t為超聲波來(lái)回所用的時(shí)間。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在INTO或INTl端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。
[0018]測(cè)量時(shí)，水(4)中沒(méi)有浸入待測(cè)固體(5)時(shí)，由壓力傳感器(3)測(cè)量一次燒杯(2)和水(4)的重量，浸入待測(cè)固體(5)后再測(cè)量一次燒杯(2)、水(4)和待測(cè)固體(5)的總重量，分量存入單片機(jī)(8)中并計(jì)算差值得到待測(cè)固體(5)的重量，同樣計(jì)錄水面升高前后的距離求出差值得到水面上升的高度，此高度乘燒杯(2)的截面積得待測(cè)固體(5)的體積，從而可以求出待測(cè)固體(5)的密度，以上工作均由單片機(jī)(8)完成并將結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種固體密度的電子測(cè)量裝置，其特征在于:固體密度的電子測(cè)量裝置由鐵架臺(tái)(I)、燒杯(2)、壓力傳感器(3)、水(4)、待測(cè)固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、單片機(jī)(8)、LCD液晶顯示器(9)組成，鐵架臺(tái)(I)由底座、立桿和橫桿構(gòu)成，鐵架臺(tái)(I)下面是一底座，底座上固定一立桿，立桿上水平固定一橫桿，壓力傳感器(3)放置在鐵架臺(tái)(I)的底座上，燒杯⑵放置在壓力傳感器⑶上，燒杯⑵中放入水⑷，7K⑷中浸入待測(cè)固體(5)，鐵架臺(tái)(I)的橫桿上固定超聲波發(fā)射探頭(6)和超聲波接收探頭(7)，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(jī)(8)，單片機(jī)(8)將處理結(jié)果送入IXD液晶顯 示器(9)顯示。
【文檔編號(hào)】G01N9/02GK203811504SQ201420154823
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】孫福玉 申請(qǐng)人:赤峰學(xué)院