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1、潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊学院本科毕业设计（论文）I基于单片机的分段电容式液位测量的研究基于单片机的分段电容式液位测量的研究目录目录第一章 前言 .3第二章 分段电容式液位测量原理及方法 .421 传统电容式液位测量的介绍 .42.1.1 传统电容式液位测量的原理.42.1.2 电容式液位测量方法在油水界面检测中遇到的问题.52.2 分段电容式液位测量的原理 .62.2.1 分段电容式液位测量的原理.62.2.2 几种特殊情况的处理 .72.3 微小电容测量原理.7第三章 系统总体设计 .93.1 课题需要实现的功能及要求 .93.1.1 系统实现的功能及要求.93.1.2 系统的主要技
2、术标准.93.2 系统总体结构设计.103.2.1 传感器结构.103.2.2 系统功能模块划分.11第四章 系统硬件设计 .134.1 硬件电路的总体设计 .134.1.1 硬件电路的可靠设计.134.1.2 硬件电路设计划分.134.2 单片机的选用.134.3 主控电路设计.144.3.1 ATmegal6 单片机电路设计.144.3.2 人机接口电路设计 .16第五章 系统软件设计 .17潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊学院本科毕业设计（论文）II5.1 软件总体设计 .175.2 ATmegal6 单片机软件总体设计 .175.3 ATmega8 单片机软件总体设计 .18第六章 结
3、束语 .19参考文献 .20致 谢 .21潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊学院本科毕业设计（论文）1摘要：摘要：溢油回收过程中进行油水分离时，检测油气、油水界面所在位置以及油层厚度是至关苇要的一个环节，不仅需要能够同时检测油气、油水两个界面，还需要保证检测结果是实时连续的，要求具有较快的检测速度。本课题正是研究这样一种测量技术，通过测量电容，利用单片机实现实时动态多界面液位测量。通过测量各分段电容传感器然后对测得的数据进行分析处理得到各界面位置是本文的总体思路。本论文首先介绍了各种液位测量的方法，然后对课题中所提的测量要求进行分析给出了液位测量的需水分析，通过对比各种测量的方法选定了基丁分段电
4、容的测量方式。通过阐述分段电容式液位测量的原理分析、实现、以及解决的问题，从硬件和软件两个方面详细介绍了液位测量所需传感器的设计和制作过程，最后是对传感器的实验及对实验数据的分析总结，从而验证分段电容式测量液位的方法在本课题应用中的选择是正确的。关键词关键词：传感器；分段电容；液位测量；单片机ABSTRACT：When separate oil from water at spilled oil recovery processing，the detection of oilgas interface，oilwater interface and the oil thickness is a
5、critical part，not only can detect oil gas interface and oil-water interface，but also need to ensure the results in realtime and continuous，requires faster detection speedThis issue is research a such of measurement that real-time and dynamic detect multi interface liquid level using microcontroller
6、and capacitance measuring潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊学院本科毕业设计（论文）2By measuring the capacitance of subcapacitor sensor then processing themeasured data to get the interface position is the overall idea of this paperThis paper first introduces the various liquid level measurement methods，and then analysis the req
7、uirements mentioned in the subject and provides liquid levelmeasurement needs，by comparing selected variety of measurement methods andselected measurement based on sub-capacitor sensorDescribed the principle analyses of subcapacitor sensor for liquid level measurement，implementation，and solution pro
8、blems，go into detail about the design and production process of the liquid level measurement sensors from both hardware and software aspects，and finally is the experiment and analysis of the experiment and experimental data，thereby to verify the liquid level with subcapacitor sensor in this topic is
9、 correctKEY WORDS：Sensor；Subcapacitor；Liquid Level；Single Chip Microcomputer潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊学院本科毕业设计（论文）3第一章第一章 前言前言自1993年我国从石油出口国转为石油净进口国以来，石油进口数量不断上升，沿海的石油运输量大幅增加。我国进口的石油90是通过海上船舶运输来完成的。据统计，19732006年，我国沿海共发生大小船舶溢油事故2635起，其中溢油50吨以上的重大船舶溢油事故共69起，总溢油量37，077吨，平均每年发生两起，平均每起污染事故溢油量537吨。石油本身具有毒性，进入海洋后不仅会
10、对海洋环境、野生动物和养1殖资源等造成不同程度的危害，而且这种危害的周期往往是很长的。凶此对溢油治理方法和技术进行进一步的研究，以便最大程度地减少溢油所造成的危害，具有重要的意义。溢油的处理方式基本有三种：生物法、化学法和物理法。对于海上溢油清除，物理法中的机械回收方法是最好的，不但清除了溢油，消除了溢油的危害，还回收了溢油，即保护了环境又保护了资源。溢油回收装置是一种机械回收装置，是溢油发生后处理溢油的一种有效装置，能极大的减小溢油的危害并回收溢油，降低损失。该系统最关键的部分是油水分离装置，但是在油水分离过程中只有确定油气界面和油水界面的位置，才能知道油层的厚度，控制油水分离装置正常工作。
11、因此需要设计一种液2位传感器，能够检测油气、油水两个界面的位置，而且要求传感器具有较高的精度和良好的动态特性。随着科学技术的发展，近几年来国内外学者对于双界面液位测量技术和装置的研究取得了很大的进展，发明了很多用于液位测量的仪器仪表，根据测量方式可以分为接触式和非接触式两类。通过对国内外液位测量方法的比较分析可以看出，大多数方法虽然可以测量油气和油水两个界面，但是对环境以及被测介质的要求比较高，而且需要在油水界面比较清晰地情况下才能获得比较准确的液位数据。因此提出了以电容式液位测量方法为基础的分段电容式液位测量法。这种方法不但对环境以及被测介质要求不高，而且可以很好的测量油气和油水双界面。3潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊学院本科毕业设计（论文）4第二章第二章 分段电容式液位测量原理及方法分段电容式液位测量原理及方法2 21 1 传统电容式液位测量的介绍传统电容式液位测量的介绍2.1.12.1.1 传统电容式液位测量的原理传统电容式液位测量的原理传统的电容式液位测量法一般使用两个内外电极相套的圆柱形电容传感器,电容传感器高度为L，内电极直径为d，外电极直径为D，当电容传感器内外电极之间充满介电常数为的介质时，其电容值的计算表达式如下：C=
