[實(shí)用新型]一種連續(xù)調(diào)頻波制雷達(dá)水位計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720143097.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207036216U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周冬生;宗軍;張恒;姚剛;周密;張國(guó)棟;裘勁松;韋冬;陳杰中;曹子聰;蔣東進(jìn);張亞;趙亞;吳寧聲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所;江蘇南水水務(wù)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01F23/284
• 分類號(hào): G01F23/284
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬液體液位觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)調(diào)頻波制雷達(dá)水位計(jì)。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)大量程大變率水位測(cè)量的雷達(dá)水位計(jì)主要依賴進(jìn)口，以德國(guó)品牌為主，且價(jià)格昂貴。國(guó)產(chǎn)雷達(dá)水位計(jì)多從工業(yè)物位計(jì)改裝而來(lái)，其采用的主要方法是脈沖雷達(dá)體制，利用時(shí)差法實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量。根據(jù)現(xiàn)代雷達(dá)理論，雷達(dá)測(cè)距的分辨率正比于發(fā)送信號(hào)的帶寬或時(shí)寬。由于發(fā)射功率限制，不可能同時(shí)獲得較大的時(shí)寬和帶寬，在大量程和水位變率較大的水位測(cè)量時(shí)，由于反射信號(hào)變得很弱，相位信息會(huì)淹沒(méi)在噪聲中，影響了大量程水位的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，其測(cè)量精度大多為1.0cm或2.0cm，不能滿足大量程大變幅水位測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性要求。

為克服上述問(wèn)題，需要研制一種新型非接觸式雷達(dá)水位計(jì)，使國(guó)產(chǎn)雷達(dá)水位計(jì)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性達(dá)到或超過(guò)進(jìn)口雷達(dá)水位計(jì)水平。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種連續(xù)調(diào)頻波制雷達(dá)水位計(jì)，該水位計(jì)應(yīng)用連續(xù)調(diào)頻制雷達(dá)調(diào)制方式，可實(shí)現(xiàn)大量程、大變率情況下水位的測(cè)量，具有精度高、穩(wěn)定性高、功耗低的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種連續(xù)調(diào)頻波制雷達(dá)水位計(jì)，包括殼體和封裝在殼體內(nèi)的主控單元、雷達(dá)調(diào)制波發(fā)射單元、平面微帶天線和兩路雷達(dá)信號(hào)接收單元，所述雷達(dá)調(diào)制波發(fā)射單元包括依次連接的(DDS)三角波發(fā)生器、(MOD)調(diào)制器、(VCO)壓控震蕩器和(DISP)環(huán)形器；

雷達(dá)信號(hào)接收單元包括依次連接的(MIX)高頻混頻器、(AMP)一級(jí)放大器、(LPF)低通濾波器、(AMP)二級(jí)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器；

主控單元分別與雷達(dá)調(diào)制波發(fā)射單元和兩路雷達(dá)信號(hào)接收單元連接；平面微帶天線的發(fā)射端與雷達(dá)調(diào)制波發(fā)射單元的環(huán)形器相連，接收端與雷達(dá)信號(hào)接收單元的高頻混頻器相連，所述環(huán)形器的輸出端還分別與兩路雷達(dá)信號(hào)接收單元的高頻混頻器的輸入端相連。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于；

還包括RTU通訊模塊。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步設(shè)計(jì)還在于；

各單元布置在PCB板上，其中主控單元布置在主控板上，雷達(dá)調(diào)制波發(fā)射單元和雷達(dá)信號(hào)接收單元布置在調(diào)制板上，平面微帶天線布置在雷達(dá)板上，RTU通訊模塊布置在RTU板，所述雷達(dá)板、調(diào)制板、主控板和RTU板自下而上依次布置在殼體內(nèi)，殼體底部對(duì)應(yīng)平面微帶天線位置設(shè)有防水防塵薄膜，電源接線端和RTU通訊模塊的信號(hào)輸出端分別引出至殼體外。

主控單元采用TMS320F28M35雙核處理器。

密封殼體上設(shè)有航空插座，用于連接外接電源。

密封殼體外設(shè)有防塵防雨罩、安裝支架和防雷電模塊。

主控單元還設(shè)有過(guò)壓、過(guò)流、抗電磁干擾保護(hù)電路。連續(xù)調(diào)頻波制雷達(dá)水位計(jì)垂直安裝在液位測(cè)點(diǎn)的上方，適用0.8-35米量程水位自動(dòng)測(cè)量。殼體采用聚四氟乙烯殼體，殼體外部設(shè)有防塵防雨罩、防雷電模塊和安裝支架，安裝支架方便安裝，各個(gè)部件通過(guò)航空插座外聯(lián)，具備防風(fēng)、雨、塵的功能。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

本實(shí)用新型在消化吸收國(guó)外雷達(dá)水位計(jì)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)水文測(cè)驗(yàn)特點(diǎn)，發(fā)明人對(duì)大量程大水位變率條件下，對(duì)于水位測(cè)量時(shí)影響測(cè)量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的因素進(jìn)行了深入研究，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出的一種連續(xù)調(diào)頻波制雷達(dá)水位計(jì)。

1、本實(shí)用新型的水位計(jì)應(yīng)用連續(xù)調(diào)頻制雷達(dá)調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)大量程、大變率情況下水位的測(cè)量，具有精度高、穩(wěn)定性高、功耗低、強(qiáng)抗干擾能力及可重復(fù)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型的水位計(jì)可獨(dú)立作為高精度水位傳感器使用，也可和采集終端組成智能一體化監(jiān)測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)水位預(yù)警及無(wú)人值守自動(dòng)化水位監(jiān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的測(cè)量原理圖。

圖中，1-PCB1板，2-雷達(dá)傳感器，3-PCB2板，4-殼體，5-RTU板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的功能及硬件結(jié)構(gòu)原理圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例一：

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種大量程大變率高精度連續(xù)調(diào)頻波制的雷達(dá)水位計(jì)，它應(yīng)用連續(xù)調(diào)頻制方法對(duì)液面發(fā)射微波信號(hào)；通過(guò)檢測(cè)水面對(duì)微波的反射波與發(fā)射波的差頻實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量。本實(shí)用新型的雷達(dá)水位計(jì)包括殼體和封裝在殼體內(nèi)的主控單元、雷達(dá)調(diào)制波發(fā)射單元、兩路雷達(dá)信號(hào)接收單元和平面微帶天線，該水位計(jì)可外接12V直流電源。