专利名称：海港水密度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于测试计量技术领域，涉及一种海港水密度测量仪。
背景技术：
海港地区是径流与海水混合交汇地区，因流域地理环境不同导致径流性质不同，海港水与海水性质在物理化学性质上有很大不同。海港水是一种非常复杂的多组分水溶液，盐度、水温、压力、洋流、泥沙等因素都会对海港水密度的测量有很大影响。对于海港水这种复杂的溶液，高效、精确地测量其密度早已成为各国相关领域专家研究的课题。海港水密度是港口海洋科学的基础性研究内容，准确的测量海港水密度不仅是船舶载重计量的基�。氪爸圃煲迪⑾⑾喙兀椅芯刻峁┝丝蒲荩笆奔嗖夂８鄣乃首纯觥� 以船舶制造业为例，对于一定吨位的货轮，海港水密度的微弱变化将对船舶�？�、航行过程中的吃水量产生巨大影响。因此，海港水密度详细信息的采集，直接影响到大型船舶的制作与设计，海港水密度测量精度的提高会使船舶制造行业的总体水平上升一个等级。目前的各种测量液体密度的方法虽然各自具有自身的优点，但是普遍存在的问题是仪器对使用环境的要求高，自身制作成本较高，一些测量方法涉及的相关仪器只能工作在实验室环境下，无法应用于室外环境下海港水密度的测量。因此，研制一种新型的、便携的、高效的海港水密度测量仪是十分必要的。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种海港水密度测量仪。本发明解决技术问题所采取的技术方案为
海港水密度测量仪包括超声波发射�？�、超声波接收�？�、电源�？�、单片机控制�？�、液晶显示�？�、温度补偿�？�、串口通信�？�、存储�？�、键盘输入�？�。超声波发射�？榈氖涑龆擞胫糜诤Ｋ械囊桓龀ㄌ酵妨樱し⒖刂瞥ㄌ酵罚淙攵擞氲テ刂颇？槭涑龆诵藕帕樱怀ń邮漳？榈氖淙攵送ü硪桓龀ㄌ酵坊袢【勘撞糠祷氐某ㄐ藕牛涫涑龆擞氲テ刂颇？槭淙攵诵藕帕樱龅牧勘谑⒂写獾暮Ｋ煌保露炔钩ツ？榻邮罩糜诤Ｋ械姆浪虳S18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿�？榈氖涑龆擞氲テ刂颇？榱樱灰壕允灸？榈氖淙攵擞氲テ刂颇？槭涑龆诵藕帕樱患淌淙肽？橛氲テ刂颇？樾藕帕樱淮谕ㄐ拍？橛氲テ刂颇？樾藕帕樱淮娲⒛？橛氲テ刂颇？樾藕帕樱坏缭茨？榈氖涑龆擞氲テ刂颇？榈氖淙攵肆印Ｋ龅暮８鬯芏炔饬恳浅ǚ⑸淠？榘ǖ谝坏缱鑂1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R5、第一电容Cl、第一变压器中周Tl、第一三极管Q1、第一插槽P2。第一电阻Rl的一端连接第一变压器中周Tl的第四管脚，并接地，另一端连接第一变压器中周Tl的第三管脚、第一插槽P2的2脚；第二电阻R2的一端接+12V电源，另一端连接第一变压器中周Tl的第一管脚、第一电容Cl的正极；第三电阻R4的一端接地，另一端连接第一三极管Ql集电极，同时接第四电阻R5的一端；第四电阻R5的另一端连接单片机控制�？榈氖淙攵薎N ;第一电容Cl的负极接地；第一变压器中周Tl的第二管脚接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地；第一插槽P2的I脚接地，第一插槽P2的I脚外接超声波探头的正端，第一插槽P2的2脚外接超声波探头的负端；所述的第一三极管Ql的型号为S8050。所述的海港水密度测量仪超声波接收�？榘ǖ谖宓缱鑂3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二插槽P5、第一芯片U5。第二插槽P5的I脚接第五电阻R3的一端，2脚接地；第五电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接,第二电容C2的另一端与第一二极管Dl的负极、第六电阻R6的一端以及第二三极管Q2的发射极连接；第一二极管Dl的正极接地；第六电阻R6的另一端接第·二三极管Q2的基极、第三电容C3的一端、第十电阻RlO的一端；第二三极管Q2的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地连接；第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第六电容C6的一端；第九电阻R9的另一端接地；第六电容C6的另一端接第十四电阻R14的一端、第一芯片U5的第六脚；第七电容C7的另一端接第十四电阻R14的另一端、第一芯片U5的第七脚、第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第十五电阻R15的一端；第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端、第十电容ClO的一端；第十六电阻R16的另一端接地；第九电容C9的另一端接第一芯片U5的第二脚、第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端接第十电容ClO的另一端、第^ 电容Cll的一端、第一芯片U5的第一脚；第十一电容Cll的另一端接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的正极；第二二极管D2的正极接第十二电容C12的一端，并接地；第三二极管D3的负极接第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端；第十八电阻R18的另一端接第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的发射极接地，基极接第十九电阻R19的一端、单片机控制�？榈腎NT端口 ；第十九电阻R19的另一端接+5V电源；第十电阻RlO的另一端接第四电容C4的正端、第^ 电阻Rll的一端；第四电容C4的负端接地；第^ 电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的一端接+5V电源；第十二电阻R12的另一端接第十三电阻R13的一端、第五电容C5的正端；第十三电阻R13的另一端接第一芯片U5的第三脚、第五脚；第五电容C5的负端接地；第一芯片U5的第四脚接地，第八脚接+5V电源；第二插槽P5的I脚外接另一个超声波探头的正端，第二插槽P5的2脚接该超声波探头的负端，所述的第一芯片U5型号为NE5532ap。所述的电源�？榘ǖ谑缛軨13、第十四电容C14、第十五电容C15、第四二极管D4、第五二极管D5、电感LI、第二芯片U2、第三芯片U3、插座U4。第四二极管D4的正极连接插座U4的I脚，负极与第十三电容C13的正端、第二芯片U2的第一脚连接；第十三电容C13的负端连接插座U4的O脚，并接地；第二芯片U2的第三脚、第五脚接地，第二芯片U2的第二脚接第五二极管D5的负极、电感LI的一端，第二芯片U2的第四脚接电感LI的另一端、第十四电容C14的正端、第十五电容C15的一端、第三芯片U3的第一脚，并输出+5V电源；第十四电容C14的负端接地；第十五电容C15的另一端接地；第三芯片U3的第二脚接地，第三脚输出+3. 3V电源；第五二极管D5的正极接地；所述的第二芯片U2型号为LM2576S-5、第三芯片U3型号为LM1117-3. 3，插座U4外接+12V的适配器。所述的单片机控制�？榘ǖ谒男酒琔l,第十六电容C16，第十七电容C17，第一晶振XI、第二晶振X2、第三插槽Pl。
第四芯片Ul的12脚连接超声波发射模块的IN端；第四芯片Ul的36脚连接超声波接收模块的输出端INT;第四芯片Ul的62、63脚接地；第四芯片Ul的1、64脚连接+3V电源；第四芯片Ul的8脚连接第二晶振X2的一端；第二晶振X2的另一端连接第四芯片Ul的9脚；第四芯片Ul的52脚连接第一晶振Xl的一端、第十七电容C17的一端；第十七电容C17的另一端接地；第四芯片Ul的53脚连接第一晶振Xl的另一端、第十六电容C16的一端；第十六电容C16的另一端接地；第四芯片Ul的58脚连接第三插槽Pl的4脚；第四芯片Ul的57脚连接第三插槽Pl的8脚；第四芯片Ul的56脚连接第三插槽Pl的10脚；第四芯片Ul的55脚连接第三插槽Pl的12脚；第四芯片Ul的54脚连接第三插槽Pl的14脚；第三插槽Pl的6脚接地；第三插槽Pl的13脚接3. 3V电源，其它脚均悬空；第三插槽Pl为JTAG接口，用于仿真和烧录程序；所述的第四芯片Ul型号为MSP430F149。所述的液晶显示�？榘ㄒ壕3、第一可变电阻Wl ;液晶P3的I脚、16脚均接地；液晶P3的2脚接+3. 3V电源；液晶P3的3、4、5、6、7、8、9、10管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒琔l的27、26、25、24、23、22、21、20管脚相连;液晶P3的11、12、13管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒�19、18、17管脚相连；液晶P3的14脚与第一可变电阻Wl的可调端相连；液晶P3的15脚接第一可变电阻Wl的一端，并连接+3. 3V电源；第一可变电阻Wl另一端接地，所述的液晶Ul型号为IXD1602 ；
所述的温度补偿�？榘ǖ谒牟宀跴4、第二十电阻R20 ;第四插槽P4是用来与防水型DS18B20数字温度传感器相连，第四插槽P4的I脚接+3. 3V电源、第二十电阻R20的一端；第四插槽P4的2脚、第二十电阻R20的另一端接第四芯片Ul的38脚；第四插槽P4的3脚接地。所述的串口通信�？榘ǖ谑说缛軨18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二i^一电容C21、第二十二电容C22、串口插槽P6和第六芯片U6。第二^ 电容C21的一端接地,另一端接第六芯片U6的2脚；第六芯片U6的I脚接第十八电容C18的一端；第十八电容C18的另一端接第八芯片U2的3脚；第六芯片U6的4脚接第十九电容C19的一端；第十九电容C19的另一端接第六芯片U6的5脚；第六芯片U6的6脚接第二十电容C20的一端，第二十电容C20的另一端接地；第六芯片U6的7脚、8脚、9脚、10脚均悬空；第六芯片U6的11、12管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒琔l的32,33管脚相连；第六芯片U6的13脚接串口插槽P6的3脚；第六芯片U6的14脚接串口插槽P6的2脚；串口插槽P6的I脚接地；第六芯片U6的15脚接第二十二电容C22的一端，并接地；第二十二电容C22的另一端接第六芯片U6的16脚和+3. 3V数字电源；所述串口插槽P6的型号为DB3接口 ；第六芯片U6型号为MAX3232。
所述的存储�？榘ǖ谝簧侠缱鑂21、第二上拉电阻R22、第三上拉电阻R23和第七芯片U7 ;第七芯片U7的I脚、2脚、4脚均接地；第七芯片U7的3脚接+3. 3V电源；第七芯片U7的5脚与第三上拉电阻R23的一端、第四芯片Ul的29脚P3. I相连；第三上拉电阻R23的另一端与第七芯片U7的8脚、第一上拉电阻R21的一端、第二上拉电阻R22的一端以及+3. 3V电源连接；第七芯片U7的6脚与第二上拉电阻R22的另一端、第四芯片Ul的30脚P3. 2相连；第二芯片U7的7脚与第一上拉电阻R21的另一端、第四芯片Ul的28脚P3. O相连；所述的第七芯片U7的型号为24LC515。所述的键盘输入�？榘ǖ谒纳侠缱鑂24、第五上拉电阻R25、第六上拉电阻R26、第七上拉电阻R27和第七插槽P7 ;第七插槽P7的I脚分别与第七上拉电阻R27的一端、第四芯片Ul的13脚Pl. I连接，第七上拉电阻R27的另一端与+3. 3V电源、第四上拉电阻R24的一端、第五上拉电阻R25的一端、第六上拉电阻R26的一端连接；第七插槽P7的2脚分别与第六上拉电阻R26的另一端、第四芯片Ul的14脚Pl. 2连接；第七插槽P7的3脚分别与第五上拉电阻R25的另一端、第四芯片Ul的15脚Pl. 3连接；第七插槽P7的4脚分 别与第四上拉电阻R24的另一端、第四芯片Ul的16脚Pl. 4连接；第七插槽P7的5脚接地。本发明的有益效果本发明使用超声波原理测量实时海港水密度的变化，可以在恶劣的环境下工作，提高了我国海港水密度的测量精度，而且具有便携的特点。海港水密度测量仪密度测量精度为±0.01 g/cm3，海水温度测量精度为±0. 5°C。
图I是本发明海港水密度测量仪的原理框 图2是海港水密度测量仪超声波发射�？榈缏� 图3是海港水密度测量仪超声波接收�？榈缏� 图4是电源�？榈缏� 图5是单片机控制模块电路 图6是液晶显不|旲块电路 图7是海港水密度测量仪温度补偿模块电路 图8是串口通信�？榈缏� 图9是储存�？榈缏� 图10是键盘输入�？榈缏� 图11是海港水密度测量仪测量过程流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步描述。本发明根据超声波在不同的密度的水中传播速度不同的原理，利用MSP430F149单片机的定时功能产生一个40KHZ的方波，控制超声波发射�？槔醇し⒊ㄌ酵罚⒂沙ㄐ藕挪杉？槎猿ㄐ藕沤胁杉扑愠龀ǚ⑸溆虢邮艿氖奔洳睿纱说贸龊Ｋ拿芏戎怠Ｓ捎诔ǖ拇ニ俣扔虢橹实奈露纫灿泄叵担圆捎梦露炔钩ツ？榻胁钩�。通过以单片机为核心的测控电路进行转换和处理，从而实现对海水密度的精确测定、显示、存储、通信等功能。如图I所示，海港水密度测量仪，包括超声波发射模块、超声波接收�？�、电源�？�、单片机控制�？�、液晶显示�？椤⑽露炔钩ツ？�、串口通信�？椤⒋娲⒛？�、键盘输入�？�。单片机控制模块分别与超声波发射�？�、超声波接收�？�、电源模块、液晶显示�？�、温度补偿�？�、串口通信�？椤⒋娲⒛？椤⒓淌淙肽？榱�。电源模块向超声波发射�？椤⒊ń邮漳？�、单片机控制�？椤⒁壕允灸？�、温度补偿�？�、串口通信�？�、存储�？�、键盘输入�？楣┑�。超声波发射�？槎缘テ�40KZ方波进行功率放大，并由此激励超声波探头，产生超声波。超声波接收�？椴杉Ｋ莨吹某ǎ⒍越邮招藕沤蟹糯笥胝危淙氲降テ刂颇？椋沟テ卸�。温度补偿�？榛袢『Ｋ露刃藕牛üテ硎迪趾Ｋ露鹊牟饬浚凰貌饬渴菘杀淮娲⒛？榇娲ⅲ部赏ü谕ㄐ拍？橛肷衔换ㄐ牛灰壕允灸？楹图淌淙肽？槭迪秩嘶换�。如图2所示，海港水密度测量仪超声波发射�？榘ǖ谝坏缱鑂1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R5、第一电容Cl、第一变压器中周Tl、第一三极管Q1、第一插槽P2。 第一电阻Rl的一端连接第一变压器中周Tl的第四管脚，并接地，另一端连接第一变压器中周Tl的第三管脚、第一插槽P2的2脚；第二电阻R2的一端接+12V电源，另一端连接第一变压器中周Tl的第一管脚、第一电容Cl的正极；第三电阻R4的一端接地，另一端连接第一三极管Ql集电极，同时接第四电阻R5的一端；第四电阻R5的另一端连接单片机控制�？榈氖淙攵薎N ;第一电容Cl的负极接地；第一变压器中周Tl的第二管脚接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地；第一插槽P2的I脚接地，第一插槽P2的I脚外接超声波探头的正端，第一插槽P2的2脚外接超声波探头的负端；所述的第一三极管Ql的型号为S8050。如图3所示，海港水密度测量仪超声波接收�？榘ǖ谖宓缱鑂3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二插槽P5、第一芯片U5。第二插槽P5的I脚接第五电阻R3的一端，2脚接地；第五电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接,第二电容C2的另一端与第一二极管Dl的负极、第六电阻R6的一端以及第二三极管Q2的发射极连接；第一二极管Dl的正极接地；第六电阻R6的另一端接第二三极管Q2的基极、第三电容C3的一端、第十电阻RlO的一端；第二三极管Q2的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地连接；第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第六电容C6的一端；第九电阻R9的另一端接地；第六电容C6的另一端接第十四电阻R14的一端、第一芯片U5的第六脚；第七电容C7的另一端接第十四电阻R14的另一端、第一芯片U5的第七脚、第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第十五电阻R15的一端；第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端、第十电容ClO的一端；第十六电阻R16的另一端接地；第九电容C9的另一端接第一芯片U5的第二脚、第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端接第十电容ClO的另一端、第^ 电容Cll的一端、第一芯片U5的第一脚；第十一电容Cll的另一端接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的正极；第二二极管D2的正极接第十二电容C12的一端，并接地；第三二极管D3的负极接第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端；第十八电阻R18的另一端接第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的发射极接地，基极接第十九电阻R19的一端、单片机控制�？榈腎NT端口 ；第十九电阻R19的另一端接+5V电源；第十电阻RlO的另一端接第四电容C4的正端、第^ 电阻Rll的一端；第四电容C4的负端接地；第^ 电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的一端接+5V电源；第十二电阻R12的另一端接第十三电阻R13的一端、第五电容C5的正端；第十三电阻R13的另一端接第一芯片U5的第三脚、第五脚；第五电容C5的负端接地；第一芯片U5的第四脚接地，第八脚接+5V电源；第二插槽P5的I脚外接另一个超声波探头的正端，第二插槽P5的2脚接该超声波探头的负端，所述的第一芯片U5型号为NE5532ap。如图4所示，电源模块包括第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第四二极管D4、第五二极管D5、电感LI、第二芯片U2、第三芯片U3、插座U4。·
第四二极管D4的正极连接插座U4的I脚，负极与第十三电容C13的正端、第二芯片U2的第一脚连接；第十三电容C13的负端连接插座U4的O脚，并接地；第二芯片U2的第三脚、第五脚接地，第二芯片U2的第二脚接第五二极管D5的负极、电感LI的一端，第二芯片U2的第四脚接电感LI的另一端、第十四电容C14的正端、第十五电容C15的一端、第三芯片U3的第一脚，并输出+5V电源；第十四电容C14的负端接地；第十五电容C15的另一端接地；第三芯片U3的第二脚接地，第三脚输出+3. 3V电源；第五二极管D5的正极接地；所述的第二芯片U2型号为LM2576S-5、第三芯片U3型号为LM1117-3. 3，插座U4外接+12V的适配器。如图5所示，单片机控制�？榘ǖ谒男酒琔1，第十六电容C16，第十七电容C17，第一晶振XI、第二晶振X2、第三插槽Pl。第四芯片Ul的12脚连接超声波发射�？榈腎N端；第四芯片Ul的36脚连接超声波接收�？榈氖涑龆薎NT;第四芯片Ul的62、63脚接地；第四芯片Ul的1、64脚连接+3V电源；第四芯片Ul的8脚连接第二晶振X2的一端；第二晶振X2的另一端连接第四芯片Ul的9脚；第四芯片Ul的52脚连接第一晶振Xl的一端、第十七电容C17的一端；第十七电容C17的另一端接地；第四芯片Ul的53脚连接第一晶振Xl的另一端、第十六电容C16的一端；第十六电容C16的另一端接地；第四芯片Ul的58脚连接第三插槽Pl的4脚；第四芯片Ul的57脚连接第三插槽Pl的8脚；第四芯片Ul的56脚连接第三插槽Pl的10脚；第四芯片Ul的55脚连接第三插槽Pl的12脚；第四芯片Ul的54脚连接第三插槽Pl的14脚；第三插槽Pl的6脚接地；第三插槽Pl的13脚接3. 3V电源，其它脚均悬空；第三插槽Pl为JTAG接口，用于仿真和烧录程序；所述的第四芯片Ul型号为MSP430F149。如图6所示，液晶显示模块包括液晶P3、第一可变电阻Wl ;液晶P3的I脚、16脚均接地；液晶P3的2脚接+3. 3V电源；液晶P3的3、4、5、6、7、8、9、10管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒琔l的27、26、25、24、23、22、21、20管脚相连;液晶P3的11、12、13管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒�19、18、17管脚相连；液晶P3的14脚与第一可变电阻Wl的可调端相连；液晶P3的15脚接第一可变电阻Wl的一端，并连接+3. 3V电源；第一可变电阻Wl另一端接地，所述的液晶Ul型号为IXD1602 ；
如图7所示，温度补偿模块包括第四插槽P4、第二十电阻R20 ;第四插槽P4是用来与防水型DS18B20数字温度传感器相连，第四插槽P4的I脚接+3. 3V电源、第二十电阻R20的一端；第四插槽P4的2脚、第二十电阻R20的另一端接第四芯片Ul的38脚；第四插槽P4的3脚接地。如图8所示，串口通信�？榘ǖ谑说缛軨18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二i^一电容C21、第二十二电容C22、串口插槽P6和第六芯片U6。第二^ 电容C21的一端接地,另一端接第六芯片U6的2脚；第六芯片U6的I脚接第十八电容C18的一端；第十八电容C18的另一端接第八芯片U2的3脚；第六芯片U6的4脚接第十九电容C19的一端；第十九电容C19的另一端接第六芯片U6的5脚；第六芯片U6的6脚接第二十电容C20的一端，第二十电容C20的另一端接地；第六芯片U6的7脚、8脚、9脚、10脚均悬空；第六芯片U6的11、12管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒琔l的 32、33管脚相连；第六芯片U6的13脚接串口插槽P6的3脚；第六芯片U6的14脚接串口插槽P6的2脚；串口插槽P6的I脚接地；第六芯片U6的15脚接第二十二电容C22的一端，并接地；第二十二电容C22的另一端接第六芯片U6的16脚和+3. 3V数字电源；所述串口插槽P6的型号为DB3接口 ；第六芯片U6型号为MAX3232。如图9所示，存储�？榘ǖ谝簧侠缱鑂21、第二上拉电阻R22、第三上拉电阻R23和第七芯片U7 ;第七芯片U7的I脚、2脚、4脚均接地；第七芯片U7的3脚接+3. 3V电源；第七芯片U7的5脚与第三上拉电阻R23的一端、第四芯片Ul的29脚P3. I相连；第三上拉电阻R23的另一端与第七芯片U7的8脚、第一上拉电阻R21的一端、第二上拉电阻R22的一端以及+3. 3V电源连接；第七芯片U7的6脚与第二上拉电阻R22的另一端、第四芯片Ul的30脚P3. 2相连；第二芯片U7的7脚与第一上拉电阻R21的另一端、第四芯片Ul的28脚P3. O相连；所述的第七芯片U7的型号为24LC515。如图10所示，键盘输入�？榘ǖ谒纳侠缱鑂24、第五上拉电阻R25、第六上拉电阻R26、第七上拉电阻R27和第七插槽P7 ;第七插槽P7的I脚分别与第七上拉电阻R27的一端、第四芯片Ul的13脚Pl. I连接，第七上拉电阻R27的另一端与+3. 3V电源、第四上拉电阻R24的一端、第五上拉电阻R25的一端、第六上拉电阻R26的一端连接；第七插槽P7的2脚分别与第六上拉电阻R26的另一端、第四芯片Ul的14脚Pl. 2连接；第七插槽P7的3脚分别与第五上拉电阻R25的另一端、第四芯片Ul的15脚Pl. 3连接；第七插槽P7的4脚分别与第四上拉电阻R24的另一端、第四芯片Ul的16脚Pl. 4连接；第七插槽P7的5脚接地。如图11所示，海港水密度测量仪的工作过程本仪器可通过外接电源或内置蓄电池供电，将超声波探头以及防水型DS18B20数字温度传感器放入海水中。在闭合电源开关后，开始测量。通过电源�？樽唬芴峁�+3. 3V、+12V和5V三种电源，分别满足不同�？榈墓┑�。电源�？槲ǚ⑸淠？樘峁�+12V电源，为超声波接收�？樘峁�+5V电源，为单片机控制�？�、液晶显示�？�、温度补偿�？�、串口通信�？椤⒋娲⒛？椤⒓淌淙肽？樘峁�+3. 3V电源。仪器经过初始化后，在液晶屏上显示操作界面，即可通过按键选择要实施的功能，选择测量功能，所测的海水密度数据、海水温度数据均会在液晶屏上显示，并且可以在界面上选择存储，将所测的当前数据存储起来。选择查看历史数据功能，液晶屏上会显示储存在存储�？橹械乃惺荩崩肥莶辉傩枰蚰诓看娲⒖榇媛保梢匝≡裆境肥莨δ埽部梢酝ü祷丶祷刂鹘缑妫谎≡裢ㄐ殴δ埽蚝８鬯芏炔饬恳悄苡肷衔换型ㄐ牛肷衔换换バ畔�。·
权利要求
1.海港水密度测量仪，包括超声波发射�？�、超声波接收�？�、电源�？�、单片机控制�？�、液晶显示�？�、温度补偿�？�、串口通信�？�、存储�？�、键盘输入�？椋涮卣髟谟�: 超声波发射模块的输出端与置于海水中的一个超声波探头连接，激发控制超声波探头，输入端与单片机控制�？槭涑龆诵藕帕樱怀ń邮漳？榈氖淙攵送ü硪桓龀ㄌ酵� 获取经过量杯底部返回的超声波信号，其输出端与单片机控制�？槭淙攵诵藕帕樱龅牧勘谑⒂写獾暮Ｋ煌保露炔钩ツ？榻邮罩糜诤Ｋ械姆浪虳S18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿�？榈氖涑龆擞氲テ刂颇？榱樱灰壕允灸？榈氖淙攵擞氲テ刂颇？槭涑龆诵藕帕樱患淌淙肽？橛氲テ刂颇？樾藕帕樱淮谕ㄐ拍？橛氲テ刂颇？樾藕帕樱淮娲⒛？橛氲テ刂颇？樾藕帕樱坏缭茨？榈氖涑龆擞氲テ刂颇？榈氖淙攵肆樱� 所述的海港水密度测量仪超声波发射�？榘ǖ谝坏缱鑂1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R5、第一电容Cl、第一变压器中周Tl、第一三极管Q1、第一插槽P2 ； 第一电阻Rl的一端连接第一变压器中周Tl的第四管脚，并接地，另一端连接第一变压器中周Tl的第三管脚、第一插槽P2的2脚；第二电阻R2的一端接+12V电源，另一端连接第一变压器中周Tl的第一管脚、第一电容Cl的正极；第三电阻R4的一端接地，另一端连接第一三极管Ql集电极，同时接第四电阻R5的一端；第四电阻R5的另一端连接单片机控制�？榈氖淙攵薎N ;第一电容Cl的负极接地；第一变压器中周Tl的第二管脚接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地；第一插槽P2的I脚接地，第一插槽P2的I脚外接超声波探头的正端，第一插槽P2的2脚外接超声波探头的负端；所述的第一三极管Ql的型号为S8050 ； 所述的海港水密度测量仪超声波接收�？榘ǖ谖宓缱鑂3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容CIO、第i^一电容CU、第十二电容C12、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二插槽P5、第一芯片U5 ； 第二插槽P5的I脚接第五电阻R3的一端,2脚接地；第五电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第一二极管Dl的负极、第六电阻R6的一端以及第二三极管Q2的发射极连接；第一二极管Dl的正极接地；第六电阻R6的另一端接第二三极管Q2的基极、第三电容C3的一端、第十电阻RlO的一端；第二三极管Q2的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地连接；第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第六电容C6的一端；第九电阻R9的另一端接地；第六电容C6的另一端接第十四电阻R14的一端、第一芯片U5的第六脚；第七电容C7的另一端接第十四电阻R14的另一端、第一芯片U5的第七脚、第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第十五电阻R15的一端；第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端、第十电容ClO的一端；第十六电阻R16的另一端接地；第九电容C9的另一端接第一芯片U5的第二脚、第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端接第十电容ClO的另一端、第十一电容Cll的一端、第一芯片U5的第一脚；第十一电容Cll的另一端接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的正极；第二二极管D2的正极接第十二电容C12的一端，并接地；第三二极管D3的负极接第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端；第十八电阻R18的另一端接第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的发射极接地，基极接第十九电阻R19的一端、单片机控制�？榈腎NT端口 ；第十九电阻R19的另一端接+5V电源；第十电阻RlO的另一端接第四电容C4的正端、第十一电阻Rll的一端；第四电容C4的负端接地；第十一电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的一端接+5V电源；第十二电阻R12的另一端接第十三电阻R13的一端、第五电容C5的正端；第十三电阻R13的另一端接第一芯片U5的第三脚、第五脚；第五电容C5的负端接地；第一芯片U5的第四脚接地，第八脚接+5V电源；第二插槽P5的I脚外接另一个超声波探头的正端，第二插槽P5的2脚接该超声波探头的负端，所述的第一芯片U5型号为NE5532ap ；所述的电源�？榘ǖ谑缛軨13、第十四电容C14、第十五电容C15、第四二极管D4、第五二极管D5、电感LI、第二芯片U2、第三芯片U3、插座U4 ； 第四二极管D4的正极连接插座U4的I脚，负极与第十三电容C13的正端、第二芯片U2的第一脚连接；第十三电容C13的负端连接插座U4的O脚，并接地；第二芯片U2的第三脚、第五脚接地，第二芯片U2的第二脚接第五二极管D5的负极、电感LI的一端，第二芯片U2的第四脚接电感LI的另一端、第十四电容C14的正端、第十五电容C15的一端、第三芯片U3的第一脚，并输出+5V电源；第十四电容C14的负端接地；第十五电容C15的另一端接地；第三芯片U3的第二脚接地，第三脚输出+3. 3V电源；第五二极管D5的正极接地；所述的第二芯片U2型号为LM2576S-5、第三芯片U3型号为LMl117-3. 3，插座U4外接+12V的适配器；所述的单片机控制�？榘ǖ谒男酒琔1，第十六电容C16，第十七电容C17，第一晶振XI、第二晶振X2、第三插槽Pl ； 第四芯片Ul的12脚连接超声波发射模块的IN端；第四芯片Ul的36脚连接超声波接收�？榈氖涑龆薎NT ;第四芯片Ul的62、63脚接地；第四芯片Ul的1、64脚连接+3V电源；第四芯片Ul的8脚连接第二晶振X2的一端；第二晶振X2的另一端连接第四芯片Ul的9脚；第四芯片Ul的52脚连接第一晶振Xl的一端、第十七电容C17的一端；第十七电容C17的另一端接地；第四芯片Ul的53脚连接第一晶振Xl的另一端、第十六电容C16的一端；第十六电容C16的另一端接地；第四芯片Ul的58脚连接第三插槽Pl的4脚；第四芯片Ul的57脚连接第三插槽Pl的8脚；第四芯片Ul的56脚连接第三插槽Pl的10脚；第四芯片Ul的55脚连接第三插槽Pl的12脚；第四芯片Ul的54脚连接第三插槽Pl的14脚；第三插槽Pl的6脚接地；第三插槽Pl的13脚接3. 3V电源，其它脚均悬空；第三插槽Pl为JTAG接口，用于仿真和烧录程序；所述的第四芯片Ul型号为MSP430F149 ； 所述的液晶显示�？榘ㄒ壕3、第一可变电阻Wl ； 液晶P3的I脚、16脚均接地；液晶P3的2脚接+3. 3V电源；液晶P3的3、4、5、6、7、8、,9、10管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒琔l的27、26、25、24、23、22、21、20管脚相连；液晶P3的11、12、13管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒�19、18、17管脚相连；液晶P3 的14脚与第一可变电阻Wl的可调端相连；液晶P3的15脚接第一可变电阻Wl的一端，并连接+3. 3V电源；第一可变电阻Wl另一端接地，所述的液晶Ul型号为IXD1602 ； 所述的温度补偿模块包括第四插槽P4、第二十电阻R20 ；第四插槽P4是用来与防水型DS18B20数字温度传感器相连，第四插槽P4的I脚接+3. 3V电源、第二十电阻R20的一端；第四插槽P4的2脚、第二十电阻R20的另一端接第四芯片Ul的38脚；第四插槽P4的3脚接地； 所述的串口通信�？榘ǖ谑说缛軨18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二i^一电容C21、第二十二电容C22、串口插槽P6和第六芯片U6 ； 第二i^一电容C21的一端接地，另一端接第六芯片U6的2脚；第六芯片U6的I脚接第十八电容C18的一端；第十八电容C18的另一端接第八芯片U2的3脚；第六芯片U6的4脚接第十九电容C19的一端；第十九电容C19的另一端接第六芯片U6的5脚；第六芯片U6的6脚接第二十电容C20的一端，第二十电容C20的另一端接地；第六芯片U6的7脚、8脚、9脚、10脚均悬空；第六芯片U6的11、12管脚依次与单片机控制�？橹械谒男酒琔l的.32,33管脚相连；第六芯片U6的13脚接串口插槽P6的3脚；第六芯片U6的14脚接串口插槽P6的2脚；串口插槽P6的I脚接地；第六芯片U6的15脚接第二十二电容C22的一端，并接地；第二十二电容C22的另一端接第六芯片U6的16脚和+3. 3V数字电源；所述串 口插槽P6的型号为DB3接口 ；第六芯片U6型号为MAX3232 ； 所述的存储�？榘ǖ谝簧侠缱鑂21、第二上拉电阻R22、第三上拉电阻R23和第七芯片U7 ； 第七芯片U7的I脚、2脚、4脚均接地；第七芯片U7的3脚接+3. 3V电源；第七芯片U7的5脚与第三上拉电阻R23的一端、第四芯片Ul的29脚P3. I相连；第三上拉电阻R23的另一端与第七芯片U7的8脚、第一上拉电阻R21的一端、第二上拉电阻R22的一端以及+3. 3V电源连接；第七芯片U7的6脚与第二上拉电阻R22的另一端、第四芯片Ul的30脚P3. 2相 连；第二芯片U7的7脚与第一上拉电阻R21的另一端、第四芯片Ul的28脚P3. O相连；所述的第七芯片U7的型号为24LC515 ； 所述的键盘输入�？榘ǖ谒纳侠缱鑂24、第五上拉电阻R25、第六上拉电阻R26、第七上拉电阻R27和第七插槽P7 ； 第七插槽P7的I脚分别与第七上拉电阻R27的一端、第四芯片Ul的13脚Pl. I连接，第七上拉电阻R27的另一端与+3. 3V电源、第四上拉电阻R24的一端、第五上拉电阻R25的一端、第六上拉电阻R26的一端连接；第七插槽P7的2脚分别与第六上拉电阻R26的另一端、第四芯片Ul的14脚Pl. 2连接；第七插槽P7的3脚分别与第五上拉电阻R25的另一端、第四芯片Ul的15脚Pl. 3连接；第七插槽P7的4脚分别与第四上拉电阻R24的另一端、第四芯片Ul的16脚Pl. 4连接；第七插槽P7的5脚接地。
全文摘要
本发明公开了一种海港水密度测量仪。目前的仪器对使用环境要求高，自身制作成本较高。本发明中的超声波发射模块的输出端与置于海水中的一个超声波探头连接，、输入端与单片机控制�？槭涑龆诵藕帕樱怀ń邮漳？榈氖淙攵送ü硪桓龀ㄌ酵坊袢【勘撞糠祷氐某ㄐ藕牛涫涑龆擞氲テ刂颇？槭淙攵诵藕帕樱龅牧勘谑⒂写獾暮Ｋ煌保露炔钩ツ？榻邮罩糜诤Ｋ械姆浪虳S18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿�？榈氖涑龆擞氲テ刂颇？榱印１痉⒚魇褂贸ㄔ聿饬渴凳焙８鬯芏鹊谋浠梢栽诙窳拥幕肪诚鹿ぷ鳎岣吡宋夜８鬯芏鹊牟饬烤龋揖哂斜阈奶氐�。
文档编号G01N9/24GK102901689SQ201210407218
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者胡佳成, 徐鹏飞, 李加福, 尹健龙, 金亮冰, 郭冲冲, 李东升 申请人:中国计量学院
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