么 启， 刘纪元，焦学峰， 杨 强，焦金峰

（1.沈阳航空航天大学 电子信息工程学院，辽宁 沈阳 110136；2.中国科学院声学研究所综合声纳实验室 北京 100080；3.北京航瑞博泰科技有限公司 北京 100102；4.河南义马煤气化集团 河南 义马 472300）

目前明渠液位测量的方法有很多，包括水尺、浮子式水位计、投入压助式水位计、和超声波液位计等方法[1]。其中以接触式测量为代表的压力式传感器，在多泥沙河流中使用会受到严重污染，从而带来较大的误差。采用非接触式测量的方法，利用超声波来进行对明渠液位的测量可以做到不接触液面，从而避免了液体污染和腐蚀对测量设备的影响，具有结构简单、安装方便、价格低廉等优点。考虑到现有的明渠液位计测量精度不高、数据不稳定等问题，并综合考虑现场温差、湿度等方面，研究设计了一种基于DSP超声波明渠液位测量系统。

1 超声波明渠液位测量原理介绍

其中c为声速，与温度有关。常温下大约340 m/s。t为从发射超声波信号到接收到回波信号所经历的时间，h为测量到渠底到传感器探头表面的实际距离，ht为超声波传感器测量出的传感器到液面的距离，d为计算后的实际液位高度值。即通过测量发射信号与接收信号的时差t，就可以计算得到液位值d。

超声波明渠液位测量是利用超声波测距的基本原理。超声波探头垂直向液面发射一个超声波脉冲 （持续时间为t0），声波在水面与气体的分界面发生反射，超声波探头接收由液面反射的超声回波，并记录时间t。……