上海自動化儀表有限公司的UQK-613投入式液位計在液肥液位檢測中的應用。

上海自動化儀表有限公司自動化儀表五做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兩種。液位信號器是對幾個固定位置的液位進行測量，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、環境監測等農業生產領域，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愈高，且需要測量儀能夠適應一些特殊環境，如高溫、高壓、強放射性及強腐蝕性等條件。液態肥因其生產費用低、肥效高、易吸收、節支增產效果顯著及施用過程中可以根據需要加入土壤所缺少的植物營養元素等優勢迅速得到了廣泛應用［2］。而變量施肥作為精準農業的重要部分，其技術基礎就是對液肥液位的精準控制。目前市場上，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單、成本低廉;但這種控制裝置故障多、誤動作多，且只能單獨控制，與計算機進行通信較難實現。
2)交流調壓/變頻調速控制系統。該系統是通過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電信號的模擬信號，經過前置放大、多路切換、A/D變換成數字信號傳送到單片機，經單片機運算與給定量的比較，進行PID運算，得出調節參量;經由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，來調節電機的轉速，以達到控制水位的目的。
　　本文以液態施肥機為依托，針對一定體積的液肥進行液位試驗，通過以單片機和投入式液位計為主要硬件資源設計硬件電路，畫出相應的軟件流程圖進行測試。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境，其容量和液位高度的測量誤差也滿足實際要求。
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，為抵消大氣壓力變化所帶來的測量誤差，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，進而使p=ρgh。顯然，若已知液體密度，通過測取壓力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上海自動化儀表股份有限公司
　　該系統結構相對簡單、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，實現非電量到電量的變換，利用這一特性來完成對液位的測量。主要技術參數如下:量程1．3m，精度0．5%Fs，電壓18～36VDC，輸出4～20mA。
其優點包括:①能實時測量罐內各點液位;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的開關電源，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］。