致  谢 32

参考文献 33

附录A  超声波液位器设计的整体电路图 34

附录B  软件程序 35

附录C  元器件清单 41

 1  绪论

1.1 课题背景及意义

目前，我国油井测试仍以手工测试为主，半自动为辅。在工业不断发展的当今社会，有越来越多的工业数据需要液位计的测量，由于传统的液位传感器的精度低、安装不便、容量小，所以不能在工业上大规模的使用测量。在测试过程中，外界干扰及人为因素造成的测试稳定性和准确性较差等问题较为突出。因此，迫切需要研究具有高效、高性能的测试方法和测试设备。

单片机以其集成度高、云运算速度快、体积小、运算可靠、价格低廉等特点，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪器、家用电器、以及网络技术方面得到了广泛应用。

超声波液位测量无需接触测量物，拥有高清洁度、高精度、寿命长、安全性能高、安装维护方便、操作便捷等特点，随着科技的不断发展超声波液位计的制作成本将会不断降低。浮球式液位测量仪、音叉式和电容式液位测量仪都将被超声波液位计所替代。

基于以上优点，我们研制出了一种用于油井深度的数据测量系统，可以方便的到现场采集数据及完成数据显示，亦可将数据带回在计算机上作详细的分析和处理。

1.2  单片机系统

    单片机技术已经逐渐运用到生活生产的各个方面，单片机产品不断的推陈出新，它的应用方法及模式也在不断地发展。一方面，单片机系统的规模在不断扩大，它的外围接了各种类型的外围设备，甚至已经进入了计算机的网络系统，另一方面，单片机一直进行嵌入式开发使它的体积越做越小，它的引脚也越来越少，这两种方式使得单片机技术得到了飞速的发展。

    单片机是将完整的计算机系统集成在一块芯片上，虽然它的所有功能都集成在一块小芯片上，但其拥有一台计算机的大部分器件如：内存、CPU、外存、内部外部总线等。不仅如此，单片机还集成了实时时钟控制、通讯接口、定时器等外围设备。在现在的世界上最强大的单片机已经可以把图像、声音等复杂的输入输出接口集成在同一块芯片上面。

    当今社会单片机几乎融入到我们生活的每一个领域。而且单片机的集成度很高、结构非常简单、使用方便、可靠性高、处理功能速度很快，使得它在电子仪器仪表、家电、医疗设备、航空技术等领域都有着广泛的运用。为社会的发展进步做出了很大的贡献，成为现代人生产生活不可缺少的一项技术。

1.3  超声波的产生与应用

    由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，对方向感应能力较好，采用非接触式的测量方法，所以被用于测量液体，这些良好的性能可以避免与液体接触，不会出现腐蚀性液体无法测量的情况，并且利用超声波检测往往比较迅速、方便，计算简单，已做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用要求，可以测量封闭容器中某些易燃易爆的液体避免危险发生。以下是超声波的优点[1]：

（1）超声波可以在各种介质中（空气，液体，固体）自由传播，在生活生产中得到广泛的运用。

（2）超声波即使运用在有尘雾弥漫、电磁的干扰性较强、阴暗的环境中，也不会受到较大干扰，因此可以大大的降低工作难度。