系統采用的超聲波傳感器的作業頻率為40kHz左右。由發射傳感器發出超聲波脈沖,傳到液面經反射后回來接納傳感器,測出超聲波脈沖從發射到接納到所需的時間,依據媒質中的聲速,能得到從傳感器到液面之間的間隔,從而確認液面。考慮到環境溫度對超聲波傳播速度的影響,經過溫度補償的方法對傳播速度予以校正,以進步測量精度。計算公式為:
V=331.5+0.607T(1)
式中:V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環境溫度。
S=V×t/2=V×(t1-t0)/2(2)
式中:S為被測間隔;t為發射超聲脈沖與接納其回波的時間差;t1為超聲回波接納時間;t0為超聲脈沖發射時間。使用MCU的捕獲功能能夠很便利地測量t0時間和t1時間,依據以上公式,用軟件編程即可得到被測間隔S。由于本系統的MCU選用了具有SOC特色的混合信號處理器,其內部集成了溫度傳感器,因而可使用軟件很便利的實現對傳感器的溫度補償。