基于STC12C單片機(jī)的簡(jiǎn)易水情檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

林毓梁，李穎，孫蕾

（1. 山東職業(yè)學(xué)院鐵道供電與電氣工程系，山東濟(jì)南 ，250104；2. 山東職業(yè)學(xué)院鐵道機(jī)車與機(jī)電裝備系，山東濟(jì)南，250104）

0 引言

隨著國(guó)家對(duì)水污染防治工作的重視，人民群眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，在很多情況下，需要一種簡(jiǎn)易的便攜式的水情監(jiān)測(cè)裝置，用于河流、湖泊的水情監(jiān)測(cè)。簡(jiǎn)易水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能包括水位檢測(cè)、PH值檢測(cè)，水位設(shè)定與報(bào)警等，為實(shí)現(xiàn)便攜式工作，系統(tǒng)還應(yīng)具備電池電壓檢測(cè)與報(bào)警功能。該裝置也可以用于供水系統(tǒng)、污水處理、排污監(jiān)測(cè)等場(chǎng)所。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件電路組成框圖

水情檢測(cè)系統(tǒng)硬件電路組成框圖見(jiàn)圖1所示，包括水位檢測(cè)、PH值檢測(cè)、電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換、水情顯示、水位報(bào)警等功能模塊。

圖1 硬件電路組成框圖

1.2 水位檢測(cè)

水位檢測(cè)采用氣介式超聲波水位傳感器，探頭安裝在被測(cè)液面上方，傳播介質(zhì)是氣體。液位的計(jì)算公式為：h=H-v*t/2，其中h為所求液位高度，H為超聲探頭與容器底的距離，v為超聲波傳播速度，t為超聲波傳播時(shí)間。因傳播速度v會(huì)受到溫度等因素的影響，因此我們采用了設(shè)置校正值法測(cè)量實(shí)際傳播速度，然后計(jì)算被測(cè)液位。

所謂設(shè)置校正值法即為利用一個(gè)反射性良好的擋板作為校正具，實(shí)測(cè)參考聲速，擋板位于探頭與液位之間，與探頭的距離固定。根據(jù)超聲波與固定距離探頭之間的傳播時(shí)間可計(jì)算出超聲波實(shí)際傳播速度，作為液位計(jì)算系統(tǒng)中液位計(jì)算的參考速度。

1.3 PH值檢測(cè)電路

PH值檢測(cè)與處理電路見(jiàn)圖2所示，其中圖2(a )為高精度穩(wěn)壓電源，電源經(jīng)D1穩(wěn)壓后，經(jīng)TLC4502自動(dòng)校準(zhǔn)運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器提高穩(wěn)壓精度和阻抗變換后接至PH值傳感器負(fù)極端。……