[實用新型]一種水位檢測系統

有效

• 申請號: 201520041699.6
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN204373741U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 劉貴如;李臣龍;周鳴爭;鄒姍
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

技術領域

本實用新型涉及水文探測技術領域，具體涉及一種基于毫米波雷達的水位探測系統。

背景技術

目前用于河流水位檢測的技術普遍采用接觸式的水位計進行檢測，這種技術所采用的水位計傳感器容易損壞，壽命短，同時還需要定期檢測傳感器周圍環境等缺點。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是實現一種可靠性高，壽命長、不受周圍環境影響，便于維護的非接觸式水位檢測系統。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：一種水位檢測系統，其特征在于：水位檢測系統安裝在待檢測水面上方的橋梁底面，所述的水位檢測系統包括電源模塊、DSP最小系統、雷達前端模塊、DAC調頻信號產生電路、中頻處理電路、無線收發模塊，所述DAC調頻信號產生電路產生調頻信號輸送至雷達前端模塊,所述雷達前端模塊內設有壓控振蕩器VCO和發射/接收微波信號的微波天線，其接收的微波信號輸送至中頻處理電路，中頻處理電路輸出信號至DSP最小系統，所述DSP最小系統通過無線收發模塊將水位檢測系統檢測結果數據送至上位監控主機。

所述的DSP最小系統包括OSC時鐘電路、JTAG調試電路、FLASH、SRAM電路。

所述電源模塊包括220V轉12V電源模塊和12V轉3.3V和1.9V的DC/DC開關電源模塊。

所述雷達前端模塊內置LNA低噪放、PA功率放大器、混頻器，以及用于產生高頻信號的壓控振蕩器VCO、用于發出和接收微波信號的微波天線。

所述的水位檢測系統通過安裝支架固定于橋梁底面，且雷達前端模塊的天線平面和水平面平行。

所述的水位檢測系統通過安裝支架固定于橋梁底面，且雷達前端模塊的天線平面和水平面呈一定夾角。

本實用新型采用毫米波雷達可以實現非接觸式水位測量，通過調頻連續波毫米波雷達的測距功能測得水面和雷達的相對距離判斷水位的實時高度。可以實時獲取河流水位信息，用于防汛、防災等，可以避免由于水患造成的生命財產損失，此外，采用非接觸式的毫米波雷達對水位進行探測，不受溫度、濕度、大氣壓力、風向、光線環境等因素影響，使用壽命長，可靠性高。

附圖說明

下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為水位檢測系統安裝示意圖；

圖2為水位檢測系統框圖；

上述圖中的標記均為：1、水位檢測系統；2、橋梁；11、無線收發模塊；12、DSP最小系統；13、雷達前端模塊；14、DAC調頻信號產生電路；15、中頻處理電路。

具體實施方式

水位檢測系統1安裝在待檢測水面上方的橋梁2底面，如圖1所示，其通過安裝支架固定于橋梁2底面，若僅檢測水位高度，則安裝后雷達前端模塊13的天線平面和水平面平行。針對水平面水位探測，雷達前端天線角度小，探測距離遠。此外，本系統還可用于水流流速測量，只需將雷達平面和水平面呈一定夾角即可。

水位檢測系統1包括電源模塊、DSP最小系統12、雷達前端模塊13、DAC調頻信號產生電路14、中頻處理電路15、無線收發模塊11。

電源模塊包括220V轉12V電源模塊和12V轉3.3V和1.9V的DCDC開關電源模塊，通過電源模塊為整個系統供電。

DSP最小系統12包括OSC時鐘電路、JTAG調試電路、FLASH、SRAM電路。

雷達前端模塊13用于發射和接收微波信號，實現水平面探測。內置LNA低噪放、PA功率放大器和PLL鎖相環、混頻器、VCO。PLL用于產生高頻信號。VCO可以接受調制信號，通過內置的VCO壓控振蕩器產生高頻信號并經過功率放大器放大后通過發射天線發出。接收天線接收回波信號通過低噪放濾波放大后進入混頻器與發射端高頻信號進行混頻得到中頻信號I,Q。

DAC調頻信號產生電路14用于周期產生三角調頻信號，通過DAC產生，DAC由DSP通過內置的MCBSPB多通道緩沖串行通信接口進行配置，并控制DAC產生三角波調制波形，并經過濾波放大處理得到高線性度的調頻信號作用于雷達前端產生射頻調頻信號。