一种导波雷达液位计的制作方法
【专利摘要】本发明公开提供了一种导波雷达液位计。该液位计包括：信号发射单元、信号放大单元、信号接收单元和处理器。其中，信号放大单元用于接收信号接收单元输出的回波信号，并根据该回波信号的幅值对该回波信号进行相应的放大。也就是说，该信号放大单元对不同幅值的回波信号所放大的倍数不同。这样，经过信号放大单元放大后的回波信号更有利于处理器的识别，从而提高了导波雷达液位计的检测范围。
【专利说明】一种导波雷达液位计
【技术领域】
[0001]本发明涉及液位测量领域，更具体的说是涉及一种导波雷达液位计。
【背景技术】
[0002]随着石油和化工工业的发展，液位计在工业自动控制领域得到了越来越广泛的应用。目前市场上存在的液位计通常以雷达液位计为主，比如:导波雷达液位计。
[0003]导波雷达液位计采用时域反射原理和时域拓展技术进行测量的。其工作原理为:由仪表输出的脉冲信号沿着导波雷达液位计的导波杆传播。当该脉冲信号传播到导波杆和液面的接触位置时，由于脉冲信号的特征阻抗发生变化，就会在液面处产生回波信号。进而，仪表通过计算发射脉冲信号和回波信号的时间差，从而得到被测介质的液位。
[0004]由于被测介质的介电常数不同，反射的回波信号的幅值也不同。具体的，介电常数大的被测介质反射回来的回波信号的幅值较大，介电常数小的被测介质反射回来的回波信号的幅值较小。由于仪表对幅值小的回波信号很难识别，因而降低了仪表的检测范围。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种导波雷达液位计，以提高仪表的检测范围。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种导波雷达液位计，包括:信号发射单元、信号接收单元以及计算被测介质液位的处理器，还包括:
[0008]根据所述信号接收单元输出的回波信号的幅值大小，对所述回波信号进行相应的放大，并将放大后的回波信号发送至所述处理器的信号放大单元。
[0009]优选的,所述信号放大单元包括:
[0010]对所述回波信号进行放大的多路放大电路、单片机以及选择开关；
[0011]其中，所述单片机用于控制所述选择开关选择所述多路放大电路中的一路放大电路对所述回波信号进行一次放大，进而根据一次放大后的所述回波信号的幅值，通过控制所述选择开关重新选择相应的放大电路对所述回波信号进行相应的放大。
[0012]优选的，所述信号放大单元还包括:与所述单片机相连，预先存储有所述回波信号的幅值与放大倍数的对应关系的存储器。
[0013]优选的，所述液位计还包括:记录所述信号发射单元的信号发射时间和所述信号接收单元的信号接收时间的时间检测单元。
[0014]优选的，所述液位计还包括:连接于所述信号放大单元和所述信号接收单元之间，对所述信号输出单元输出的所述回波信号进行滤波处理器的信号滤波单元。
[0015]优选的，所液位计还包括:传播发射信号和回波信号的导波杆。
[0016]优选的，所述液位计还包括:与所述处理器相连，显示被测介质的液位的显示器。
[0017]优选的，所述信号发送单元发射的信号为高频脉冲信号。
[0018]优选的，所述液位计还包括:连接外部电源的电源接口。[0019]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种导波雷达液位计。该液位计包括:信号发射单元、信号放大单元、信号接收单元和处理器。其中，信号放大单元用于接收信号接收单元输出的回波信号，并根据该回波信号的幅值对该回波信号进行相应的放大。也就是说，该信号放大单元对不同幅值的回波信号所放大的倍数不同。这样，经过信号放大单元放大后的回波信号更有利于处理器的识别，从而提高了导波雷达液位计的检测范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1示出了本发明一种导波雷达液位计的一个实施例的结构示意图
[0022]图2示出了本发明一种导波雷达液位计的信号放大单元的一个实施例的结构示意图；
[0023]图3示出了本发明一种导波雷达液位计的另一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]导波雷达液位计的工作原理为:由信号发射单元输出的发射脉冲沿导波雷达液位计的导波杆向下传播。当遇到被测介质时，在导波杆和被测介质的交界处产生回波脉冲。其中，该回波脉冲的强弱与被测介质的介电常数有关，被测介质的介电常数越大，对发射脉冲的反射程度越高，回波信号的越强。相反，当被测介质的介电常数越小时，被测介质对发射脉冲的反射程度越低，回波信号越弱。这样，在导波雷达液位计检测介电常数较小的被测介质的液位时，由于回波信号很弱，因而导波雷达很难识别回波信号，造成检测精度较低。
[0026]为此，参见图1示出了本发明一种导波雷达液位计的一个实施例的结构示意图。
[0027]在本实施例中，该导波雷达液位计包括:信号发射单元1、信号放大单元2、信号接收单元3以及处理器4。
[0028]其中，信号发射单元I用于向被测介质输出发射脉冲。该发射脉冲在在被测介质的液面处反射，形成回波信号。
[0029]信号接收单元3接收该回波信号，并将该会波信号发送至信号放大单元2中。信号放大单元2检测该回波信号的幅值，并根据该回波信号的幅值，对该回波信号进行相应的放大。也就是说，信号放大单元2针对不同幅值的回波信号所放大的倍数不同，从而使不同的回波信号均能够被处理器3所识别。可以理解的是，在信号放大单元2中存储有回波信号幅值与放大倍数的对应关系。
[0030]进而，处理器4根据信号发射单元I发射信号的时间以及信号接收单元3接收信号的时间，计算被测介质的液位。需要说明的是，处理器4根据时间差计算被测介质的液位的过程为现有技术，本发明并不作详细的解释。
[0031]由上述实施例可知:本发明所提供的导波雷达液位计针对不同的回波信号的幅值，对回波信号进行相应的放大，从而使不同的回波信号均能够被导波雷达液位计的处理器4所识别。比如:在导波雷达液位计对介电常数较小的被测介质进行测量时，回波信号较弱，具体表现在该回波信息的幅值较小，导波雷达液位计的信号放大单元对该回波信号进行较大的放大，从而使该回波信号能够被识别，提高了导波雷达液位计的检测范围。
[0032]参见图2示出了本发明一种导波雷达液位计的信号放大单元的一个实施例的结构示意图。在本实施例中，该信号放大单元2包括:单片机21、选择开关22以及多路放大电路23。
[0033]其中，单片机21用于控制所述选择开关22选择所述多路放大电路23中的一路放大电路23对所述回波信号进行一次放大，进而根据一次放大后的所述回波信号的幅值，通过所述单片机21控制所述选择开关22重新选择相应的放大电路23对所述回波信号进行相应的放大。
[0034]需要说明的时，在在本实施例中，该信号放大单元2还包括:预先存储有回波信号幅值和放大倍数的对应关系的存储器24。
[0035]当单片机21得到该回波信号的幅值大小时，调用存储器24中预先存储的回波信号的幅值与放大倍数的对应关系，从而确定该回波信号需要放大的倍数，进而通过选择开关22选用相应倍数的放大电路23对该回波信号进行放大。
[0036]可选的，在该单片机21内可内置一个比较器，该比较器通过比较回波信号的幅值所对应的电信号与预设基准电信号，控制相应的放大电路23导通。
[0037]需要说明的是，在实际应用中，导波雷达液位计发出的信号常常受到外部信号的干扰，从而影响了导波雷达液位计的测量精度。为此，参见图3示出了本发明一种导波雷达液位计的另一个实施例的结构示意图。
[0038]在本实施例中，该导波雷达液位计包括:信号发射单元1、信号放大单元2、信号滤波单元5、信号接收单元3以及处理器4。
[0039]其中，由信号发送单元I向被测介质输出发射脉冲，经过被测介质反射回来的回波信号经过信号接收单元2接收后，输入信号滤波单元5中。进而，信号滤波单元5对该回波信号进行滤波处理，以除去该回波信号中的干扰信号，并将处理后的回波信号发送至信号放大单元2进行放大。处理器4根据信号发射单元I发射该信号与信号接收单元3接收到该信号的时间差计算被测介质的液位。
[0040]需要说明的是，在本实施例中，该导波雷达液位计还包括:与处理器4相连的时间检测单元6。该时间检测单元6可实时记录信号发射单元I发射信号的时间和信号接收单元3接收信号的时间，以便在后续的过程中向处理器4提供数据上的支持。
[0041]可选的，在本实施例中，该导波雷达液位计还包括:显示被测介质液位的显示单元7。
[0042]需要说明的是，在实际的应用中，由于被测介质的液面并不是时刻处于稳定的状态，因而经过被测介质反射后的信号通过呈现漫反射状态，从而降低了导波雷达液位计的测量精度。[0043]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0044]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0045]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。·
【权利要求】
1.一种导波雷达液位计，包括:信号发射单元、信号接收单元以及计算被测介质液位的处理器，其特征在于，还包括: 根据所述信号接收单元输出的回波信号的幅值大小，对所述回波信号进行相应的放大，并将放大后的回波信号发送至所述处理器的信号放大单元。
2.根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述信号放大单元包括: 对所述回波信号进行放大的多路放大电路、单片机以及选择开关； 其中，所述单片机用于控制所述选择开关选择所述多路放大电路中的一路放大电路对所述回波信号进行一次放大，进而根据一次放大后的所述回波信号的幅值，通过控制所述选择开关重新选择相应的放大电路对所述回波信号进行相应的放大。
3.根据权利要求2所述的液位计，其特征在于，所述信号放大单元还包括:与所述单片机相连，预先存储有所述回波信号的幅值与放大倍数的对应关系的存储器。
4.根据权利要求1、2或3所述的液位计，其特征在于，所述液位计还包括:记录所述信号发射单元的信号发射时间和所述信号接收单元的信号接收时间的时间检测单元。
5.根据权利要求4所述的液位计，其特征在于，所述液位计还包括:连接于所述信号放大单元和所述信号接收单元之间，对所述信号输出单元输出的所述回波信号进行滤波处理器的信号滤波单元。
6.根据权利要求4所述的液位计，其特征在于，所液位计还包括:传播发射信号和回波信号的导波杆。
7.根据权利要求4所述的液位计，其特征在于，所述液位计还包括:与所述处理器相连，显示被测介质的液位的显示器。
8.根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述信号发送单元发射的信号为高频脉冲信号。
9.根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述液位计还包括:连接外部电源的电源接口。
【文档编号】G01F23/28GK103674170SQ201310692985
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】夏涛, 赵俊杰, 陈俊, 刘君, 范耀峰, 吴轲 申请人:重庆川仪自动化股份有限公司