1.1 选题意义及背景

现代工业生产正处于一个有劳动密集型、设备密集型向知识密集型转变的过程。液位控制问题是工业过程中一类常见问题，如在饮料、溶液过滤、化工生产等 多种行业的生产加工过程中都需要对液位进行适当的控制，在实际生产中，通常采用系统辨识的方法，对复杂系统进行建模。 以建立一个简化的数学模型。然而对于一些控制精度较高的场合，则需要建立较精确的数学模型。这决定着系统辨识的方法不能得到很好的普及。而超声波液位测量仪具有精度高、显示方式多、集成度高、稳定性好、设定简单、能方便的组成网络等特点，使得他在工业生产中将发挥更大的作用。

传统的液位控制绝大多数是人工控制，造成了人力资源的浪费，同时安全性、可靠性都不高。针对这种现象，传统的液位控制系统不能很好的解决，这就大大降低了工业生产效率，严重制约着工业的现代化进程。而超声波液位测量系统能很好的解决这一问题，有助于工业的现代化进程。

本文所讨论的超声波油位测量仪,传感器不直接接触被测原油,这种测量方法有很高的应用价值,特别是在中小型油田开采企业。安装投入低,采油场的每一口储油罐上都要安装一套超声波探测器,储油罐的总数量很大,所以,投入低对于油田来说是很有吸引力的。其次是安全可靠,原油有很强的挥发性,其挥发出的有很多是可燃性气体。测量精度高,储油罐横截面大,测量精度低,就会引起很大的测量误差。安装方便,超声波油位测量仪体积小,现场安装很方便。

1.2 国内外研究的现状

我国的现代化的超声波油位测量是从20世纪80年代才刚刚开始起步的，相对于其他西方发达国家大约晚20年。

对于现如今高速发展的科学技术和越来越智能化的社会生活来说，超声波油位测量技术还需要不断发展，来满足社会进步的需耍。现阶段的超声波油位测量还没有到达顶峰，还有很大的发展空间，而怎样实现超声波油位测量技术的更智能化，更实用性，是今后超声波油位测量技术的发展方向。超声波技术不断得到完善并趋于成熟，与发达国家相比，目前我国所研制出的超声波油位测量系统在性能方面有了很大的改善，但在精度等方面仍然很落后。高速度和高效率是现代化工业的标志，这些都是建立在高质量的基础之上，精度作为高质量的一个重要指标，需要加大力度对其进行研究。另外，我国正在使用的高精度超声油位测量系统大多从国外进口，很大程度制约了工业的发展，增加了工业生产线投资成本，由于工业发展以及经济成本的制约，在超声波油位测量系统的研制和使用方面我国迫切的需要加大国产化的力度。因此，为了使我国的工业化生产与装配立足国内、走向世界，对超声波油位测量系统精度和实时性问题进行研究具有很高的实际意义。

国内有代表性的产品是电应普公司的油位测量系统。超声波油量探测器（DS1309B），这款产品应用超声波测量技术对油箱内的油位高度进行测量，并经过电路处理后输出标准电信号。超声波传感器外贴于油箱底部，不须与油直接接触即可对油位高度实时检测。

这款产品特点有1、静电防护设计，探头外壳与I/O引脚加入静电防护器件，符合IEC61000-4-2标准。 2、宽温限工作能力，-20℃到 50℃。 3、测量分辨精确度达到±1.5mm。3、安装简便，仅需将传感器按照说明安装在油箱底面（箱体外部）即可。4、较高的检测精度，可以在±1.5%范围的常温常压下工作。5、报警输出、产品可选配外接喇叭实现油位下限报警等功能。