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一種導波雷達液位計.pdf

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一種 導波 雷達 液位計
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摘要
申請專利號:

CN201310692985.4

申請日:

2013.12.17

公開號:

CN103674170A

公開日:

2014.03.26

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01F 23/28申請日:20131217|||公開
IPC分類號: G01F23/28 主分類號: G01F23/28
申請人: 重慶川儀自動化股份有限公司
發明人: 夏濤; 趙俊杰; 陳俊; 劉君; 范耀峰; 吳軻
地址: 400700 重慶市北碚區人民村1號
優先權:
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227 代理人: 王寶筠
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310692985.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.27|||2014.04.23|||2014.03.26

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開提供了一種導波雷達液位計。該液位計包括:信號發射單元、信號放大單元、信號接收單元和處理器。其中,信號放大單元用于接收信號接收單元輸出的回波信號,并根據該回波信號的幅值對該回波信號進行相應的放大。也就是說,該信號放大單元對不同幅值的回波信號所放大的倍數不同。這樣,經過信號放大單元放大后的回波信號更有利于處理器的識別,從而提高了導波雷達液位計的檢測范圍。

權利要求書

權利要求書
1.  一種導波雷達液位計,包括:信號發射單元、信號接收單元以及計算被測介質液位的處理器,其特征在于,還包括:
根據所述信號接收單元輸出的回波信號的幅值大小,對所述回波信號進行相應的放大,并將放大后的回波信號發送至所述處理器的信號放大單元。

2.  根據權利要求1所述的液位計,其特征在于,所述信號放大單元包括:
對所述回波信號進行放大的多路放大電路、單片機以及選擇開關;
其中,所述單片機用于控制所述選擇開關選擇所述多路放大電路中的一路放大電路對所述回波信號進行一次放大,進而根據一次放大后的所述回波信號的幅值,通過控制所述選擇開關重新選擇相應的放大電路對所述回波信號進行相應的放大。

3.  根據權利要求2所述的液位計,其特征在于,所述信號放大單元還包括:與所述單片機相連,預先存儲有所述回波信號的幅值與放大倍數的對應關系的存儲器。

4.  根據權利要求1、2或3所述的液位計,其特征在于,所述液位計還包括:記錄所述信號發射單元的信號發射時間和所述信號接收單元的信號接收時間的時間檢測單元。

5.  根據權利要求4所述的液位計,其特征在于,所述液位計還包括:連接于所述信號放大單元和所述信號接收單元之間,對所述信號輸出單元輸出的所述回波信號進行濾波處理器的信號濾波單元。

6.  根據權利要求4所述的液位計,其特征在于,所液位計還包括:傳播發射信號和回波信號的導波桿。

7.  根據權利要求4所述的液位計,其特征在于,所述液位計還包括:與所述處理器相連,顯示被測介質的液位的顯示器。

8.  根據權利要求1所述的液位計,其特征在于,所述信號發送單元發射的信號為高頻脈沖信號。

9.  根據權利要求1所述的液位計,其特征在于,所述液位計還包括:連接外部電源的電源接口。

說明書

說明書一種導波雷達液位計
技術領域
本發明涉及液位測量領域,更具體的說是涉及一種導波雷達液位計。
背景技術
隨著石油和化工工業的發展,液位計在工業自動控制領域得到了越來越廣泛的應用。目前市場上存在的液位計通常以雷達液位計為主,比如:導波雷達液位計。
導波雷達液位計采用時域反射原理和時域拓展技術進行測量的。其工作原理為:由儀表輸出的脈沖信號沿著導波雷達液位計的導波桿傳播。當該脈沖信號傳播到導波桿和液面的接觸位置時,由于脈沖信號的特征阻抗發生變化,就會在液面處產生回波信號。進而,儀表通過計算發射脈沖信號和回波信號的時間差,從而得到被測介質的液位。
由于被測介質的介電常數不同,反射的回波信號的幅值也不同。具體的,介電常數大的被測介質反射回來的回波信號的幅值較大,介電常數小的被測介質反射回來的回波信號的幅值較小。由于儀表對幅值小的回波信號很難識別,因而降低了儀表的檢測范圍。
發明內容
有鑒于此,本發明提供一種導波雷達液位計,以提高儀表的檢測范圍。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種導波雷達液位計,包括:信號發射單元、信號接收單元以及計算被測介質液位的處理器,還包括:
根據所述信號接收單元輸出的回波信號的幅值大小,對所述回波信號進行相應的放大,并將放大后的回波信號發送至所述處理器的信號放大單元。
優選的,所述信號放大單元包括:
對所述回波信號進行放大的多路放大電路、單片機以及選擇開關;
其中,所述單片機用于控制所述選擇開關選擇所述多路放大電路中的一路放大電路對所述回波信號進行一次放大,進而根據一次放大后的所述回波信號的幅值,通過控制所述選擇開關重新選擇相應的放大電路對所述回波信號進行相應的放大。
優選的,所述信號放大單元還包括:與所述單片機相連,預先存儲有所述回波信號的幅值與放大倍數的對應關系的存儲器。
優選的,所述液位計還包括:記錄所述信號發射單元的信號發射時間和所述信號接收單元的信號接收時間的時間檢測單元。
優選的,所述液位計還包括:連接于所述信號放大單元和所述信號接收單元之間,對所述信號輸出單元輸出的所述回波信號進行濾波處理器的信號濾波單元。
優選的,所液位計還包括:傳播發射信號和回波信號的導波桿。
優選的,所述液位計還包括:與所述處理器相連,顯示被測介質的液位的顯示器。
優選的,所述信號發送單元發射的信號為高頻脈沖信號。
優選的,所述液位計還包括:連接外部電源的電源接口。
經由上述的技術方案可知,與現有技術相比,本發明公開提供了一種導波雷達液位計。該液位計包括:信號發射單元、信號放大單元、信號接收單元和處理器。其中,信號放大單元用于接收信號接收單元輸出的回波信號,并根據該回波信號的幅值對該回波信號進行相應的放大。也就是說,該信號放大單元對不同幅值的回波信號所放大的倍數不同。這樣,經過信號放大單元放大后的回波信號更有利于處理器的識別,從而提高了導波雷達液位計的檢測范圍。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1示出了本發明一種導波雷達液位計的一個實施例的結構示意圖
圖2示出了本發明一種導波雷達液位計的信號放大單元的一個實施例的結構示意圖;
圖3示出了本發明一種導波雷達液位計的另一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
導波雷達液位計的工作原理為:由信號發射單元輸出的發射脈沖沿導波雷達液位計的導波桿向下傳播。當遇到被測介質時,在導波桿和被測介質的交界處產生回波脈沖。其中,該回波脈沖的強弱與被測介質的介電常數有關,被測介質的介電常數越大,對發射脈沖的反射程度越高,回波信號的越強。相反,當被測介質的介電常數越小時,被測介質對發射脈沖的反射程度越低,回波信號越弱。這樣,在導波雷達液位計檢測介電常數較小的被測介質的液位時,由于回波信號很弱,因而導波雷達很難識別回波信號,造成檢測精度較低。
為此,參見圖1示出了本發明一種導波雷達液位計的一個實施例的結構示意圖。
在本實施例中,該導波雷達液位計包括:信號發射單元1、信號放大單元2、信號接收單元3以及處理器4。
其中,信號發射單元1用于向被測介質輸出發射脈沖。該發射脈沖在在被測介質的液面處反射,形成回波信號。
信號接收單元3接收該回波信號,并將該會波信號發送至信號放大單元2中。信號放大單元2檢測該回波信號的幅值,并根據該回波信號的幅值,對該回波信號進行相應的放大。也就是說,信號放大單元2針對不同幅值的回波信號所放大的倍數不同,從而使不同的回波信號均能夠被處理器3所識別。可以理解的是,在信號放大單元2中存儲有回波信號幅值與放大倍數的對應關系。
進而,處理器4根據信號發射單元1發射信號的時間以及信號接收單元3接收信號的時間,計算被測介質的液位。需要說明的是,處理器4根據時間差計算被測介質的液位的過程為現有技術,本發明并不作詳細的解釋。
由上述實施例可知:本發明所提供的導波雷達液位計針對不同的回波信號的幅值,對回波信號進行相應的放大,從而使不同的回波信號均能夠被導波雷達液位計的處理器4所識別。比如:在導波雷達液位計對介電常數較小的被測介質進行測量時,回波信號較弱,具體表現在該回波信息的幅值較小,導波雷達液位計的信號放大單元對該回波信號進行較大的放大,從而使該回波信號能夠被識別,提高了導波雷達液位計的檢測范圍。
參見圖2示出了本發明一種導波雷達液位計的信號放大單元的一個實施例的結構示意圖。在本實施例中,該信號放大單元2包括:單片機21、選擇開關22以及多路放大電路23。
其中,單片機21用于控制所述選擇開關22選擇所述多路放大電路23中的一路放大電路23對所述回波信號進行一次放大,進而根據一次放大后的所述回波信號的幅值,通過所述單片機21控制所述選擇開關22重新選擇相應的放大電路23對所述回波信號進行相應的放大。
需要說明的時,在在本實施例中,該信號放大單元2還包括:預先存儲有回波信號幅值和放大倍數的對應關系的存儲器24。
當單片機21得到該回波信號的幅值大小時,調用存儲器24中預先存儲的回波信號的幅值與放大倍數的對應關系,從而確定該回波信號需要放大的倍數,進而通過選擇開關22選用相應倍數的放大電路23對該回波信號進行放大。
可選的,在該單片機21內可內置一個比較器,該比較器通過比較回波信號的幅值所對應的電信號與預設基準電信號,控制相應的放大電路23導通。
需要說明的是,在實際應用中,導波雷達液位計發出的信號常常受到外部信號的干擾,從而影響了導波雷達液位計的測量精度。為此,參見圖3示出了本發明一種導波雷達液位計的另一個實施例的結構示意圖。
在本實施例中,該導波雷達液位計包括:信號發射單元1、信號放大單元2、信號濾波單元5、信號接收單元3以及處理器4。
其中,由信號發送單元1向被測介質輸出發射脈沖,經過被測介質反射回來的回波信號經過信號接收單元2接收后,輸入信號濾波單元5中。進而,信號濾波單元5對該回波信號進行濾波處理,以除去該回波信號中的干擾信號,并將處理后的回波信號發送至信號放大單元2進行放大。處理器4根據信號發射單元1發射該信號與信號接收單元3接收到該信號的時間差計算被測介質的液位。
需要說明的是,在本實施例中,該導波雷達液位計還包括:與處理器4相連的時間檢測單元6。該時間檢測單元6可實時記錄信號發射單元1發射信號的時間和信號接收單元3接收信號的時間,以便在后續的過程中向處理器4提供數據上的支持。
可選的,在本實施例中,該導波雷達液位計還包括:顯示被測介質液位的顯示單元7。
需要說明的是,在實際的應用中,由于被測介質的液面并不是時刻處于穩定的狀態,因而經過被測介質反射后的信號通過呈現漫反射狀態,從而降低了導波雷達液位計的測量精度。
最后,還需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下, 在其它實施例中實現。因此,本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

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