系统采用的超声波传感器的作业频率为40kHz左右。由发射传感器发出超声波脉冲,传到液面经反射后回来接纳传感器,测出超声波脉冲从发射到接纳到所需的时间,依据媒质中的声速,能得到从传感器到液面之间的间隔,从而确认液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响,经过温度补偿的方法对传播速度予以校正,以进步测量精度。计算公式为:
V=331.5+0.607T(1)
式中:V为超声波在空气中传播速度;T为环境温度。
S=V×t/2=V×(t1-t0)/2(2)
式中:S为被测间隔;t为发射超声脉冲与接纳其回波的时间差;t1为超声回波接纳时间;t0为超声脉冲发射时间。使用MCU的捕获功能能够很便利地测量t0时间和t1时间,依据以上公式,用软件编程即可得到被测间隔S。由于本系统的MCU选用了具有SOC特色的混合信号处理器,其内部集成了温度传感器,因而可使用软件很便利的实现对传感器的温度补偿。