料位计是一种用于监测料仓中物料高度的自动化仪器，广泛应用于工业领域，尤其是火力发电厂的煤仓中，用以测量煤料的高度。传统的料位计如红外探测仪、机械摆针式料位仪、超声波测距仪等在应用过程中存在诸多弊端。例如，红外探测仪易受周围环境温度影响，而机械摆针式料位仪存在磨损问题，需定期更换和维护。为此，本研究提出了一种新型的基于检测伽马射线的料位计设计方案，旨在克服现有技术的不足，实现高精度、长寿命且不受环境因素影响的料位测量。
该料位计的设计基于STM32F103RBT6单片机。STM32系列单片机基于ARM Cortex-M3内核，具备丰富的I/O端口、12位高精度的模数转换器(AD转换器)和具有16位精度的定时器功能，能够产生脉宽调制(PWM)波形的高级定时器。这些特点使得STM32单片机不仅能够保证系统的高性能，还能实现整个系统的低功耗。
料位计通过检测煤料中的放射性物质（伽马射线）来测量煤层的高度。在检测过程中，放射性物质发出的伽马射线被光电倍增管捕捉，这些射线会与光电倍增管中的物质发生相互作用产生电子。在直流高压的作用下，电子被加速，进而转化为电流信号。根据放射性强度与距离的关系，料位计通过分析电流信号的强弱来计算出煤料的高度。具体来说，煤料的高度越高，与料位计的距离越近，放射性信号越强，得到的电流信号就越强；反之，煤料高度越低，放射性信号越弱，电流信号也越小。
料位计的硬件电路设计包括信号采集电路和信号处理电路，它们负责将采集到的料位脉冲信号输入STM32单片机的AD口，并利用STM32的内部功能进行比较和计算。计算结果会被送到OLED屏上显示料位高度曲线，同时根据当前的电流信号判断煤仓料位的具体高度，并可进行高位或低位报警。
料位计的实现，不但要解决传统检测设备的不足，还要考虑实际应用中的可靠性、准确性和稳定性。因此，该设计通过使用STM32单片机来提供高精度的数据处理和低功耗的硬件支持。料位计的软件部分，虽然文档中没有详细说明，但可以推断其核心任务包括AD数据采样、信号处理和报警逻辑的实现。
整体来看，基于检测伽马射线的料位计设计方案具有以下几项显著优点：低功耗，因为STM32单片机以及其设计的电路能够高效地进行数据处理和能量使用；长寿命，由于其没有机械磨损部分，省去了常规维护和更换部件的需求；高精度，因为它利用了煤料中放射性物质的固有特性，不受外部环境因素的影响，能够稳定地提供准确的测量结果。
本文提到的料位计设计还获得了上海市研究生创新基金项目的资助，证明了其创新性和对实际应用的价值。在作者简介中，邱银作为项目的主要贡献者，介绍了他在此领域的研究方向和背景，反映了团队在STM32系统开发方面的专业性。
