导波雷达物位计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种物料位置测量技术，特别是涉及一种基于HART通讯模块的导波雷达物位计。
【背景技术】
[0002]导波雷达物位计采用时域反射技术(TDR)，仪表发出的高频脉冲沿导波杆(缆)进行传播，遇到被测介质后，由于介电常数发生突变，高频脉冲的部分能量被反射，反射脉冲沿导波杆(缆)返回到仪表。通过测量发射脉冲与反射脉冲的时间差，可计算出被测物质到仪表法兰的距离。然后根据设定的满灌和空罐位置值，可计算出物料高度并输出4?20mA电流。
[0003]然而，现有的导波雷达物位计在模拟信号与数字信号进行传输时，通常需要布置两条信道，不但提高了设备仪表安装、维护、使用的成本，同时，还降低了设备仪表的利用率，不利于推广。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于HART通讯模块的导波雷达物位计，用于解决现有技术中导波雷达物位计在数字信号与模拟信号同步传输时，因为传输手段而引起仪表成本浪费的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于HART通讯模块的导波雷达物位计，包括:采集模块、电源模块、HART通讯模块和控制模块，所述电源模块与其他各个模块均电连接；
[0006]所述电源模块，适于向与其电连接的各个模块提供稳定的电源；
[0007]所述采集模块，适于采集物位信号，其中，所述物位信号为被测介质反射的高频脉冲信号，并将所述物位信号发送至所述控制模块；
[0008]所述控制模块，适于将接收的所述物位信号进行数据处理，通过脉宽调制生成4?20mA模拟信号，还适于处理所述HART通讯模块发送的数字信号，生成回复帧反馈至所述HART通讯模块；
[0009]所述HART通讯模块，适于检测模拟信号，并将所述模拟信号解调为数字信号发送至所述控制模块，其中所述数字信号为HART请求帧信号，还适于调制所述HART通讯模块反馈的回复帧，将所述回复帧叠加至4?20mA模拟信号上传输。
[0010]优选地，所述控制模块包括:第一处理单元与第二处理单元；
[0011]所述第一处理单元，适于将接收的所述物位信号进行数据处理，其中，所述数据处理至少包括根据设置仪表参数变量值进行处理，通过脉宽调制生成4?20mA模拟信号；
[0012]所述第二处理单元，适于将接收的HART请求帧信号进行解析处理，根据提取的所述HART请求帧信号的帧信息与预先设置的变量生成回复帧。
[0013]优选地，所述控制模块的型号为EFM32LG232F256。
[0014]优选地，所述HART通讯模块，具体包括:解调单元、调制单元与收发单元，
[0015]所述解调单元，适于将接收的所述物位信号进行解调，转化成HART请求帧信号；
[0016]所述调制单元，适于将接收的回复帧进行调制，叠加至4?20mA模拟信号上；
[0017]所述收发单元，适于传输所述解调单元与所述调制单元处理的信号。
[0018]优选地，所述解调单元之前，还包括检测单元，
[0019]所述检测单元，适于实时检测总线上传输的所述模拟信号。
[0020]优选地，所述收发单元采用中断方式进行信号的接收与发送。
[0021 ] 优选地，所述HART通讯模块的通讯接口为MCU接口。
[0022]优选地，所述HART通讯模块的型号为SD2015A、HT2015或A5191HRT中任意一种。
[0023]如上所述，本发明的完整的发明名称，具有以下有益效果:
[0024]当所述HART通讯模块中的检测单元检测到总线上传输的物位模拟信号时，将所述物位模拟信号发送至解调单元，所述解调单元将所述物位模拟信号解调成HART请求帧信号；将所述HART请求帧信号发送至所述控制模块的第二处理单元，所述第二处理单元根据提取的所述HART请求帧信号中的帧信息和预先设置的变量，生成回复帧发送至所述调制单元，所述调制单元将回复帧调制叠加至4?20mA模拟信号上，通过HART通讯模块实现了在导波雷达物位计上模拟信号与数字信号同步传输；降低了导波雷达物位计传输的成本，提升了导波雷达物位计的利用率。
【附图说明】
[0025]图1显示为本发明实施例提供的基于HART通讯模块的导波雷达物位计的结构示意图；
[0026]图2显示为本发明实施例提供的基于HART通讯模块的导波雷达物位计原理结构示意图；
[0027]图3显示为本发明实施例提供的基于HART通讯模块的导波雷达物位计安装结构示意图。
[0028]元件标号说明:
[0029]1、电源模块，2、采集模块，3、控制模块，31、第一处理单元，32、第二处理单元，4、HART通讯模块，41、检测单元，42、解调单元，43、调制单元，44、收发单元，5、第一主站，6、第二主站，7、导波雷达物位计。
【具体实施方式】
[0030]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0031]请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]如图1所示，为本发明实施例提供的基于HART通讯模块的导波雷达物位计的结构示意图，包括:采集模块1、电源模块2、HART通讯模块4和控制模块3，所述电源模块2与各个模块均电连接；
[0033]所述电源模块1，适于向与其电连接的各个模块提供稳定的电源；
[0034]所述采集模块2，适于采集物位信号，其中，所述物位信号为被测介质反射的高频脉冲信号，并将所述物位信号发送至所述控制模块；
[0035]所述控制模块3，适于将接收的所述物位信号进行数据处理，通过脉宽调制生成4?20mA模拟信号，还适于处理所述HART通讯模块发送的数字信号，生成回复帧反馈至所述HART通讯模块；
[0036]所述HART通讯模块4，适于检测模拟信号，并将所述模拟信号解调为数字信号发送至所述控制模块，其中所述数字信号为HART请求帧信号，还适于调制所述HART通讯模块反馈的回复帧，将所述回复帧叠加至4?20mA模拟信号上传输。
[0037]其中，HART通讯模块是基于HART协议完成模拟量和数字量相融合通讯的模块，HART通讯模块将数字信号与4?20mA模拟信号兼容，传输的数字信号用调制后的正弦信号叠加在4?20mA的模拟信号上。
[0038]在本实例中，当所述HART通讯模块4中的检测单元41检测到总线上传输的物位模拟信号时，将所述物位模拟信号发送至解调单元42，所述解调单元42将所述物位模拟信号解调成HART请求帧信号；将所述HART请求帧信号发送至所述控制模块3的第二处理单元32，所述第二处理单元32根据提取的所述HART请求帧信号中的帧信息和预先设置的变量，生成回复帧发送至所述调制单元43，所述调制单元43将回复帧调制叠加至4?20mA模拟信号上，通过HART通讯模块4实现了在导波雷达物位计上模拟信号与数字信号同步传输；降低了导波雷达物位计传输的成本，提升了导波雷达物位计的利用率。
[0039]如图2所示，为本发明实施例提供的基于HART通讯模块的导波雷达物位计原理结构示意图。
[0040]工作原理如下:所述采集模块I采集物位信号发送至所述控制模块3，通过所述控制模块3进行数据处理，其中包括相应的计算公式、读取方式以及根据预先设置仪表变量值参数进行数据处理，通过PWM(脉宽调制)生成4?20mA模拟信号；同时，当检测单元41 (即载波检测)检测到叠加在4?20mA的直流信号上存在外部控制信号时，通过解调单元42将所述叠加的外部控制信号解调生成数字信号发送至所述控制模块3，经过所述控制模块3解帧、命令处理、组帧后生成回复帧，将所述回复帧通过调制单元44调制后转换为相应的交流信号叠加在直流信号上传输，从而实现模拟信号与数字信号的