随着工业的发展及世界人口的大量增长，污水处理问题变得日益尖锐。在我国，随着国民生产总值的不断增长，政府也在不断加大污水处理工程的投入。然而由于我国污水处理的自动化程度较低，导致我国大部分污水处理工程运行效率低下、运营成本过高。沉淀池是污水处理工程中的一个重要部分，对于沉淀池淤泥界面的测量目前国内普遍采用插杆目测或使用进口设备进行测量。前者方法简陋，测量误差大，而进口设备价格昂贵。所以面对我国污水处理厂的形势，研制一种成本低廉，便于国产化的淤泥界面测量系统具有非常重要的现实意义。 本论文针对污水处理厂沉淀池淤泥界面的检测展开研究，系统地分析了目前的界面检测方法，对流体与半流体界面检测的方法进行了讨论，然后在分析了沉淀池淤泥界面检测的特点后，将流体与半流体界面检测理论应用于淤泥界面的检测，并进行了超声波淤泥界面检测系统的设计。它可以实现对污水处理过程中沉淀池淤泥界面位置的较为精确的测量，对于提高我国污水处理自动化程度和降低污水处理成本有着重要的价值。同时，对流体与半流体界面检测的研究也具有非常重要的理论意义。本论文的主要研究内容如下： (1) 分析了流体与半流体界面的特点，提出了适合检测流体与半流体界面的方法。 (2) 分析了污水处理厂沉淀池淤泥界面检测的特点，提出运用超声波进行淤泥界面的检测，并探讨了界面检测系统的基本原理。 (3) 运用超声波淤泥界面检测理论，设计了以AT89C52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示的双频超声波淤泥界面检测系统。提出采用高低双频超声波对淤泥界面进行检测的方法，提高了检测的可靠性和准确性。同时，将变阈值鉴幅补偿理论应用于系统中，提高了系统的测量精度，并对影响检测精度的因素进行了详细分析。 (4) 基于虚拟仪器技术智能化程度高、数据运算和处理能力强、性能价格比高、可操作性和稳定性好的特点，初步设计了基于虚拟仪器的界面检测系统。