霍尔开关在机油水界面测量系统系统中的应用

随着科学技术的发展，在测量工业中不断的产生出新一代的产品特别是高自动化。高智能化的测量器具的不断产生使整个社会的测量技术有了很大的提高但是有一些测量所需要的外部环境是极其苛刻的，特别是在各种悲劣情况下的液住的测量。

虽然测量工业得到了一定的发展，但是在恶劣环境下的测量还不能适应高科技发展的需要，首先表现在精度的保证上，这是一个致命的弱点；其次是仪器体积大，不方便操作笨重等缺点从这里可以看出，这些仪器显然已经不能满足电子计算机高速发展的今天。现代的测量技术中引进了计算机的控制正向着机，电，光相结合的方向发展特别是利用微控制器控制的仪器越来越受到人们的关注，显示其特有的优越性。

之所以这样，其主要原因有两个：柔性自动化和智能化。所谓柔性自动化是指通过微控制器可以灵活的照人们编定的程序自动的完成测量操作采集数据，自动计算控制外部设备输出数据。而所谓智能化是指它们能按照人们第一遍的操作自动进行以后的操作。这样我们通过使用这种仪器就可以做到实时动测：量，以避免人为因素而造成的不必要的损失。

对现代的测量工具，其要求是很高的，它们应具有精度高，抗干扰能力强，操作方便，使用灵活等特点在本次设计中也正是以这几个特点为指标而进行的。

在石油生产中需要大量的储油罐，而在储油罐中油水界面和油液面的测量，是非常重要的工作。这关系到油田生产的安全性和对原油生产，加工外输量的精确计量。以前的油水界面或油液面的测量是利用超声波的原理或是电磁波的原理来量。这种方法存在的问题是油罐液面顶音是一个凸凹不平凝结固体块表面，对波生不同方向的散射而油水界面两种液体间没有严格区分，存在油水混合层，发射，接收效果不好，带来测量误差，迫使仪器加大发射功率，仪器的生产难度和成本高，造成这类仪器价格昂贵。

当然人们也曾设计过采用串联一系列电阻通过求出不同位置的电阻分压，然后在进行A/D转换求出油水界面的位置或者是测量油液面的位置。这种设置，当需要高精度测量时，整个仪器的价格比较高，同时，用一个传感器不能实现对油水界面和油液面的同时量，并且仪器的长期稳定性差，针对这些问题这里提出一种浮子式油水界面，油液面测：量仪。它只有一个传感器测量的两个参数数字量传输，仪器成本低，抗干扰能力强，测量精度高，长期稳定性好的特点。

油水界面测量系统首先根据不同的比重配制油水界面浮子和油界面浮子，浮子内置环行磁铁，它们套在装有霍尔开关的立柱上，利用霍尔开关对磁场的敏感特性，由浮子的位置不同而确定油水界面和油界面的高度。油水界面测量系统的传感器由256个霍尔开关等距离的排列在一个立柱上，霍尔开关具有三个管脚，它的一端按电源，另两端当感受到磁场时开关导通输出端为低电平，感受磁场减小时，输出端为高电平。当浮子停在那里，则相应置所对的霍尔开关的导通，输出端接入到多路选择开关的数据输入端译码器的16个输出端分别作为16个数据选择器的片选控制端P1口的高四位对16个数据选择器完成片选。

通过P1的低四位对每一个数据选择器的16位数据完成位选通，这样单片机通过两级译码循检过程逐个选通16 个数据选择器的256个选择开关，当出现低电平时将产生中断，执行中断程序后，单片机可以记录低电平的位置，即两个浮子的位置，并通过显示程序将数据显示在LED显示器上。由于油水界面总是在油界面的下面，所以单片机通过次巡检就可以精确的确定油水界面和油液面的位置此种设计省去A/D转换或复杂的编码电路，实现传感器到2次仪表的数字两侧量传输，具有很强的靠干扰能力。

油水界面测量系统在采集信号方面利用了感磁非常敏感的霍尔开关，避免了干簧管由于长时间使用而产生疲劳度的缺点采用二级译码选通循检的方式，测量油水界面和油界面仪器，直接采用数字量传输省去A/D转换过程或复杂的编码过程，通过单片机的控制使多路选择开关在感受到信号时产生中断，同时单片机将液面位置记录并显示出来，并且能在LED显示器上清楚显示液位的高度。