超聲波液位計的模擬測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波液位計領域，尤其涉及一種超聲波液位計的模擬測試方法。
【背景技術】
[0002]由于超聲波液位計發(fā)射功率大，測量精度高使其得到越來越廣泛應用.超聲波物位計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。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間間隔與換能器到被測介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關系可以用公式表示:S=C*T/2。在測試超聲液位計時，為了升降容器內(nèi)的液位，一般采用對透明容器用水泵注水和排水的方法，對于大容積的容器，注水和排水時間較長，液位定位穩(wěn)定時間長，導致時間的浪費，同時大功率的水泵運行時噪音很大，產(chǎn)生環(huán)境噪聲，并且液位的實際值也不精確，只是憑肉眼觀察，不能精確測試出液位計的準確度。因此針對超聲波測量液位原理，有必要設計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試系統(tǒng).使對超聲波液位計的測試不需要實際物料液位也可以準確完成，并且不產(chǎn)生環(huán)境噪音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種超聲波液位計的模擬測試方法，該方法可以有效地解決用注排水方法測試超聲波液位計時噪音大，液位定位時間長，液位值不精確等問題，使超聲波液位計的測試在沒有實際物料的情況下也能實現(xiàn)。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題采用的技術方案為:一種超聲波液位計的模擬測試方法，采用了如下裝置，該裝置包括開口容器以及懸置在容器開口上方的超聲波液位計，所述容器內(nèi)設有液面模擬裝置，所述容器的底面下端設有步進電機，所述步進電機的電機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，所述步進電機與步進電機驅(qū)動器連接，所述步進電機驅(qū)動器與PLC模塊連接，所述PLC模塊分別與超聲波液位計、觸摸屏連接；
采用上述系統(tǒng)實現(xiàn)超聲波液位計功能模擬測試的方法，包括以下步驟:
首先，在觸摸屏上設置相關參數(shù)，包括初始液位值、模擬液位值、量程、步進電機行進速度，并傳遞給PLC模塊，通過觸摸屏啟動自動測試，PLC模塊比較模擬液位值與初始液位值，計算兩者的差值，根據(jù)差值正負確定步進電機旋轉(zhuǎn)方向以及輸出到步進電機的脈沖個數(shù)，步進電機根據(jù)設定的步進電機行進速度行進，待步進電機行進到位后，超聲波液位計測量液面模擬裝置的液位，PLC模塊通過RS232接口讀取超聲波液位計的液位測量值與設定的模擬液位值進行比較，判斷得出液位計的測量準確度，并傳輸?shù)接|摸屏顯示。
[0005]步進電機行進速度不能超過0.2m/S。
[0006]所述步進電機采用直線步進電機。
[0007]所述觸摸屏上設有手動、自動轉(zhuǎn)換按鈕，用于控制PLC模塊進行手動模式與自動模式之間的切換，PLC模塊位于手動模式時，用于手動驅(qū)動步進電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，用于設置液面模擬裝置的初始液位位置，PLC模塊位于自動模式時，用于自動完成超聲波液位計功能模擬測試。
[0008]所述觸摸屏采用型號為TK6070I的觸摸屏。
[0009]所述PLC模塊采用型號為FX3U的PLC。
[0010]所述液面模擬裝置為一金屬圓盤，該金屬圓盤固定在步進電機的電機螺旋絲桿上。
[0011]所述金屬圓盤通過緊固螺母固定在步進電機的電機螺旋絲桿上。
[0012]在觸摸屏上設置的相關參數(shù)還包括最高液位值，最高液位值與超聲波液位計底部的超聲波發(fā)送端之間的距離區(qū)域為超聲波液位計測試盲區(qū)，所述初始液位值、模擬液位值均小于最高液位值。
[0013]本發(fā)明采用上述技術方案的有益效果為:本發(fā)明采用觸摸屏設置液位計測量參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)，用PLC驅(qū)動步進電機帶動容器內(nèi)金屬圓盤作正向或反向運動，模擬液位的上升和下降。液位計發(fā)射的超聲波遇到金屬圓盤后反射被液位計接收，實現(xiàn)用金屬圓盤模擬實際液位。同時，PLC通過RS232接口與液位計實時通信，液位計將測得的液位值傳送給PLC，由PLC傳輸給觸摸屏顯示。由于步進電機的步進精度很高，可以實現(xiàn)0.02毫米的步進。因此相比于容器內(nèi)注水或排水的方法測液位，由于步進電機運行噪音很小，定位準確，快速，本方法配合本發(fā)明的系統(tǒng)可以實現(xiàn)高精度液位值給定，低噪音，快速定位，并且不需要注入實際物料。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的原理示意圖；
圖2為本發(fā)明的步進電機與金屬圓盤的安裝示意圖；
圖3為圖2的俯視圖；
圖4為本發(fā)明的方法流程圖；
圖5為超聲波測液位示意圖。
[0015]附圖中，I為開口容器，2為金屬圓盤，3為步進電機，31為電機螺旋絲桿，4為鎖緊螺母，5為步進電機驅(qū)動器，6為PLC模塊，7為超聲波液位計，8為觸摸屏。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
參見圖1至圖5，一種超聲波液位計7的模擬測試方法的實施例，采用了如下裝置，該裝置包括開口容器I以及懸置在容器開口上方的超聲波液位計7，所述容器內(nèi)設有液面模擬裝置。所述液面模擬裝置為一金屬圓盤2，該金屬圓盤2固定在步進電機3的電機螺旋絲桿31上。所述金屬圓盤2通過緊固螺母固定在步進電機3的電機螺旋絲桿31上。所述容器的底面下端設有步進電機3，所述步進電機3的電機螺旋絲桿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，所述步進電機3與步進電機驅(qū)動器5連接，所述步進電機驅(qū)動器5與PLC模塊6連接，所述PLC模塊6分別與超聲波液位計7、觸摸屏8連接；參見圖4，采用上述系統(tǒng)實現(xiàn)超聲波液位計7功能模擬測試的方法，包括以下步驟: 首先，在觸摸屏8上設置相關參數(shù)，包括初始液位值、模擬液位值、量程、步進電機3行進速度，并傳遞給PLC模塊6，通過觸摸屏8啟動自動測試，PLC模塊6比較模擬液位值與初始液位值，計算兩者的差值，根據(jù)差值正負確定步進電機3旋轉(zhuǎn)方向以及輸出到步進電機3的脈沖個數(shù)，步進電機3根據(jù)設定的步進電機3行進速度行進，待步進電機3行進到位后，超聲波液位計7測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7的液位測量值與設定的模擬液位值進行比較，判斷得出液位計的測量準確度，并傳輸?shù)接|摸屏8顯示。
[0017]所述觸摸屏8上設有手動、自動轉(zhuǎn)換按鈕，用于控制PLC模塊6進行手動模式與自動模式之間的切換，PLC模塊6位于手動模式時，用于手動驅(qū)動步進電機3正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，用于設置液面模擬裝置的初始液位位置，PLC模塊6位于自動模式時，用于自動完成超聲波液位計7功能模擬測試。
[0018]在觸摸屏8上設置的相關參數(shù)還包括最高液位值，最高液位值與超聲波液位計7底部的超聲波發(fā)送端之間的距離區(qū)域為超聲波液位計7測試盲區(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7測試盲區(qū)根據(jù)超聲波液位計7的安裝位置的不同而不同。
[0019]圖5所示為超聲波原理測液位的示意圖，超聲波物位計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。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收到