[發明專利]一種導波雷達液位計

有效

• 申請號: 201310064636.8
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103175587A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 趙輝;楊紅宇;李碩;孫興信;古天祥
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種導波雷達液位計，其特征在于，包括：

控制及信號處理模塊，用于產生周期性的脈沖信號PWM1和PWM2，其中脈沖信號PWM1周期為t₁，脈沖信號PWM2周期為t₂；脈沖信號PWM2的每個周期的低電平段為回波信號采樣時間段t_s，高電平段為時間間隔測量時間段t_c；

發射信號及采樣信號產生電路，用于將周期性的脈沖信號PWM1轉換為窄脈沖信號作為發射信號，同時，將轉換得到的窄脈沖信號在回波信號采樣時間段進行延遲，使每個窄脈沖信號周期步進增長Δt，得到采樣信號，并滿足：

trmax<tst1Δt<t1,]]>且t_s>10t₁；

其中，t_rmax為回波信號與發射信號之間的最大時間間隔；

同軸電纜及導波桿；

信號收發模塊，用于將發射信號上升沿處轉換為發射脈沖信號，并沿同軸電纜及導波桿進行傳輸，當其與被測液位液體表面接觸時，產生回波信號；

回波信號沿導波桿及同軸電纜返回信號收發模塊，并在采樣信號的控制下，對回波信號進行采樣，采樣的回波信號送入控制及信號處理模塊，在時間間隔測量時間段t_c內進行處理，得到回波信號與發射信號之間的時間間隔t_r，根據該時間間隔t_r得到被測液體液位高度。

2.根據權利要求1所述的導波雷達液位計，其特征在于，所述的發射信號及采樣信號產生電路包括鋸齒波產生電路以及帶相位負反饋環的信號產生電路；

所述發射信號是脈沖信號PWM1在帶相位負反饋環的信號產生電路中，由窄脈沖產生電路中轉換成同頻率的負極性的窄脈沖，然后經過另一非門反向后輸出窄脈沖，再經過放大驅動電路放大后得到；

鋸齒波產生電路產生一個在脈沖信號PWM2的每個周期的低電平段電壓線性增加，在高電平段為低電壓U_low的周期性鋸齒波信號并輸出給帶相位負反饋環的信號產生電路；

在帶相位負反饋環的信號產生電路中，由斜波產生電路將負極性的窄脈沖轉換為下降沿到來時，電壓線性降低，上升沿到來時恢復為高電平的斜波信號；斜波信號再與鋸齒波信號疊加，形成回波信號采樣時間段t_s內電壓線性增加，時間間隔測量時間段t_c為低電壓U_low的帶有斜波信號的鋸齒波信號；

將此帶有斜波信號的鋸齒波信號送入帶相位負反饋環的信號產生電路中另一非門，同時，低電壓U_low等于另一非門的低電平門限電壓；當其幅度低于另一非門的門限電壓時，輸出端由低電平變為高電平，獲得窄脈沖信號周期步進增長Δt的采樣信號；

在帶相位負反饋環的信號產生電路中，相位比較器對放大前的發射信號和采樣信號即兩個與非門的輸出進行相位比較，比較輸出相位差給低通濾波器；當相位差非正常的增加時，低通濾波器輸出的直流電平增加，該直流電平經過一反相放大器反向放大后，再通過另一反向放大器的負端與該反向放大器正端的鋸齒波信號進行疊加，使另一與非門輸入信號的幅值增加，其翻轉時刻提前，導致非正常增加的相位得到修正；相位差非正常減小時的情況過程相反。