上海自動(dòng)化儀表有限公司的UQK-613投入式液位計在液肥液位檢測中的應用。

上海自動(dòng)化儀表有限公司自動(dòng)化儀表五做UQK-613浮球液位控制器是液位包括液位信號器和連續液位測量?jì)煞N。液位信號器是對幾個(gè)固定位置的液位進(jìn)行測量，用于液位的上、下限報警等;連續液位測量是對液位連續地進(jìn)行測量，廣泛應用于農田灌溉、定量施量、高爐沖渣水位測量、環(huán)境監測等農業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，具有非常重要的意義［1］。目前，對液位測量的精度要求不僅愈來(lái)愈高，且需要測量?jì)x能夠適應一些特殊環(huán)境，如高溫、高壓、強放射性及強腐蝕性等條件。液態(tài)肥因其生產(chǎn)費用低、肥效高、易吸收、節支增產(chǎn)效果顯著(zhù)及施用過(guò)程中可以根據需要加入土壤所缺少的植物營(yíng)養元素等優(yōu)勢迅速得到了廣泛應用［2］。而變量施肥作為精準農業(yè)的重要部分，其技術(shù)基礎就是對液肥液位的精準控制。目前市場(chǎng)上，液位控制系統大致可分為以下兩種［3］:
1)機械式控制系統。機械式控制系統結構簡(jiǎn)單、成本低廉;但這種控制裝置故障多、誤動(dòng)作多，且只能單獨控制，與計算機進(jìn)行通信較難實(shí)現。
2)交流調壓/變頻調速控制系統。該系統是通過(guò)安裝在水泵出口管道上的壓力傳感器，把出口壓力變成標準工業(yè)電信號的模擬信號，經(jīng)過(guò)前置放大、多路切換、A/D變換成數字信號傳送到單片機，經(jīng)單片機運算與給定量的比較，進(jìn)行PID運算，得出調節參量;經(jīng)由D/A變換給調壓/變頻調速裝置輸入給定端，控制其輸出電壓變化，來(lái)調節電機的轉速，以達到控制水位的目的。
　　本文以液態(tài)施肥機為依托，針對一定體積的液肥進(jìn)行液位試驗，通過(guò)以單片機和投入式液位計為主要硬件資源設計硬件電路，畫(huà)出相應的軟件流程圖進(jìn)行測試。數據分析驗證表明:該傳感器在液肥液位測量中安裝維護方便，能適應液肥這種特殊環(huán)境，其容量和液位高度的測量誤差也滿(mǎn)足實(shí)際要求。
1系統工作原理及組成
　　微壓式液位計采用的是壓力敏感元件實(shí)現力－電轉換。傳感器的液位量程是0～1．3m，且這段量程液位所對應的深度約合壓力相比其他要小很多，因而稱(chēng)其為“微壓式”。本系統是所選的正是微壓式傳感器，它將液位信號轉換為4～20mA標準電信號輸出。
　　若設所測液體密度為ρ，液位高度為h，大氣壓為ρ0，重力加速度為g，則液體所受壓力p=ρgh+ρ0。這時(shí)，為抵消大氣壓力變化所帶來(lái)的測量誤差，傳感器變送器部分采用導氣電纜將大氣壓力ρ0引入敏感元件的負壓腔，進(jìn)而使p=ρgh。顯然，若已知液體密度，通過(guò)測取壓力p就可換算出相應的液位高度。
1．1單片機選型 ：www.shhzy3，www.shhdahua4.cn上海自動(dòng)化儀表股份有限公司
　　該系統結構相對簡(jiǎn)單、運行速度快，考慮到功能和成本兼顧，采用以擴展性51系列單片機STC12C5412AD為核心控制元件。該芯片具有12kB用戶(hù)可自行安排的FLASH及FEPROM空間比例;在同樣的工作頻率下，平均指令運算速度是普通8051的8～12倍［4］，滿(mǎn)足系統對數據處理的要求，且掉電模式可由外部中斷喚醒，適用車(chē)載信息系統。系統設計方案圖如圖1所

1．2投入式液位計選型
　　其基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，再將靜壓轉換為電信號，實(shí)現非電量到電量的變換，利用這一特性來(lái)完成對液位的測量。主要技術(shù)參數如下:量程1．3m，精度0．5%Fs，電壓18～36VDC，輸出4～20mA。
其優(yōu)點(diǎn)包括:①能實(shí)時(shí)測量罐內各點(diǎn)液位;②直流4～20mA標準電流信號輸出;③密封性好，測量元件不與液肥直接接觸，避免了液肥對元件的腐蝕。
2硬件電路設計
2．1電源電路設計
　　電源電路圖如圖2所示。圖2中，為了保證液位傳感器能獲得24V的直流供電，選用具有DC－DC單片控制電路功能的MC34063芯片，片內包含有溫度補償帶隙基準源，能輸出1．5A的開(kāi)關(guān)電源，且是使用最少的外接元件構成的升壓變換器、降壓變換器和電源反向器［5］。