单片机在超声波管外测压仪中的应用

　　1引吉

　　在液压系统的运行监测和故障诊断中，往往需要检测出系统内各个部位的油液压力。传统的测压方法是将压力表或传感器直接插入系统与油液接触以测得管内液体压力。但在设计制造液压系统时不可能在系统的各个元件之间或临时需要检查的部位都安装此类仪表，同时还有大量正在应用着的液压设备没有或只在某一部位有这类仪表或接口。需检查这些设备的另一些部位的液体压力，特别是在设备运行状态下检查时，需临时插接仪表或传感器是十分困难，甚至是不可能的.这种情况给我们提出了一个需寻找不直接接触油液即从管外直接测量出管内油液压力的课题，我们称之为管外测压法.我们已在’91北京国际流体传动与控制学术会上报导了该方法的原理。本文将着重阐述单片机在运用此方法所研制出的GWCY超声波管外测压仪中的设计思想及实现方法。

　　2测压原理

　　本仪器是通过测量超声波在油液中的声速随压力的改变而产生的变化，依据数学模型进行运算得出压力值并将其显示出来的。

　　由于直接测量油液中超声波传播速度的变化是相当困难的，对一定管径而言，测量声波的传播时间却比较容易。为此，本仪器采取的方法是测量超声波在管道油液中的传播时间的变化来代替传播速度的变化，进而确定油液中压力的变化情况。其测量方法如图l所示。

　　将超声波换能器紧贴于被测管表面，超声波换能器向金属管发射超声波并垂直射入管壁。设在油液压力为P。时超声波在油液中的传播时间为t。，当压力改变为P时，其传播时间为t，则压力与时间有下式存在:

　　由以上分析可见，微机在仪器中应具有以下技术指标:

　　(1)判断并采集t。及t值，算出△t值.

　　(2)配有键盘以输入油种、温度、B、D、h值，采用人机对话式输入翰出。

　　(3)各种算术运算及数制转换功能。

　　(4)标定功能，即算出B值。

　　(5)测试功能，实现测压模型。

　　(6)显示测压结果。

　　(7)抗干扰能力强，运行可靠。

　　(8)符合仪器的多功能一体化，体积小，造价低，使用方便，应用广泛。

　　3硬件系统的设计

　　根据系统的技术要求，本仪器设计了一个8031的扩展系统。其硬件组成如图2所示。从图中可以看出，该硬件系统分三个部分

　　(1)微机控制单元

　　微机控制单元是整个系统的核心部分，主要由803lCPU、2764、74LS139、8155、时钟电路等组成。主要完成数据采集、自动控制、计算与结果输出等功能。