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液位计机械工作原理

摘要：在对传统浮子式液位计优缺点进行分析的基础上，介绍了采用MSP430F133单片机改进传统浮子式液位计液位测量的方法，给出了具体电路的设计方法和软件设计注意事项。

　　水文测量中最常用的测量终端莫过于液位计，按测量方式大致可分为机械浮子式、光电浮子式、超声波式、激光式、振弦式等多种形式，它们各有优缺点。机械浮子式和光电浮子式都是来用机械齿轮减速产生进位和退位的办法来形成编码，为了产生可靠编码，一般都用格雷码输出，这种液位计的优点是价格相对较低，缺点是机械加工复杂、运行阻力大、使用寿命短；超声波液位计和激光液位计测量精度较高且没有机械部件，故可靠性较高，但使用中发现它对反射目标有一定的要求，受环境因素影响较大，最关键的一点是因为复杂的信号处理电路导致其成本居高不下，目前还难以推广；振弦式液位计主要用于小量程液位的测量。为了用较低的成本完成大量程液位的长期可靠测量，笔者利用ＭＳＰ４３０单片机的低功耗特性结合光电液位的绝对位置测量功能设计了一种新型液位计—磁光液位计，现简要介绍如下。

１ 液位计机械工作原理

本液位计同普通光电液位计一样有一个光电码盘，码盘白色部分反射光线，而黑色部分吸收光线，并采用圆心安装。光耦随电路板固定在液位计外壳上，液位变化时浮子牵引水位轮转动，安装在同一轴上的码盘也随水位轮作圆周运动，当码盘旋转时，码盘就会吸收或反射来自光耦的光线，从而使８位光耦根据码盘和光耦的相对位置输出８位格雷码编码，传统的光电液位计用一个减速齿轮带动另一个码盘转动从而获得高位编码，而本液位计摒弃了所有的齿轮减速机构，用安装角度为１２０.

国家石油战略储备镇海基地(以下简称镇海基地)被认为是四大战略石油储备基地中规模最大、工程进度最快的一个。该库区南北跨度1200米，东西860米，一期工程共4组16个油罐，施工建设将于2005年第三季度以前完成。全部工程在2006年底之前竣工，共有52个油罐，可储备石油总计520万立方米，工程概预算为37.6亿元。

这种基于调频连续波（FMCW）原理的非接触雷达测量技术具有高精度，免维护，高可靠性及持久性。配合相关附件及罐底安装压力变送器，该计量系统不仅能够提供准确的测量参数包含液位/多点温度/油水界面/在线实际密度等数据，并将进一步依据API/ISO或国标运算公式提供实际体积，标准体积或质量数据。从而为系统管理提供实时精确的控制依据，并保证存库计量准确可信。对于这个具有技术挑战性的项目，旨在为国家战略储备项目开发出成本最有效而且最灵活的自动化方案。与此同时，国家物资储备局在全面升级改造其管理的成品油储备库项目中，

液位计拥有最长的计量雷达液位产品生产历史，最多的雷达液位产品技术专利，最大的计量雷达液位计服务客户群。