田俊伟, 王小鹏, 孙志成

(兰州交通大学 电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070)



基于HART协议的核辐射法液位测量控制系统设计*

田俊伟, 王小鹏, 孙志成

(兰州交通大学 电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070)

为提高粘稠和高温环境下液位的测量和控制精度，提出了一种基于HART协议的核辐射法液位测量和控制系统。HART模块由A5191和AD5421组成，以STM32为控制核心，采用校正平均算法减小测量误差。详细阐述了系统软硬件设计方案，实现了液位的精确测量和控制。

HART协议； 核辐射法； STM32； 液位测量

0　引　言

常用的液位传感器类型有浮筒式液位传感器[1]、静压式液位传感器[2]、超声波液位传感器[3]、光纤液位传感器[4，5]。浮筒式液位传感器安装复杂，可靠性低。静压式传感器受介质密度和温度影响较大。超声波液位传感器易受传播介质的温度和密度等参数的影响，液面对超声波的吸收作用也会导致测量误差加大。光纤液位传感器机械传动部件较多使得故障率增加，安装复杂。

本文系统采用基于HART协议的核辐射法[6]测量液位，在不增加线路开支的情况下，在传统4～20 mA模拟电流回路上叠加数字信号，从而使模拟信号和数字双向通信能同时进行。核辐射法是非接触式的液位测量方法，该方法特别适用于密闭容器中高温、高压、高粘度、强腐蚀、剧毒物料液位的测量。由于核辐射射线有不受温度、湿度、压力、电磁场等影响的特性，所以可在高温、烟雾、尘埃、强光及强电磁场等环境下工作。

1　系统设计

1.1核辐射法