[發明專利]導波雷達液位計可延長測量距離的方法和導波雷達液位計

有效

• 申請號: 201811284179.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109374087B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 符江;劉勝智;李敏;胡喜慶;潘偉偉;李蘇;李魯亞;黃寶忠
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司;美核電氣（濟南）股份有限公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

本發明公開了一種導波雷達液位計可延長測量距離的方法和導波雷達液位計。所述方法包括：在導波雷達液位計的射頻信號發射部的發送時鐘處增設第一分頻器，對已調制好的發送時鐘進行分頻處理；在導波雷達液位計的射頻信號接收部的接收時鐘處增設第二分頻器，對已調制好的接收時鐘進行分頻處理，第二分頻器與第一分頻器的分頻倍數相同。本發明通過在導波雷達液位計的射頻信號發射部和射頻信號接收部增設相同分頻倍數的分頻器，實現對已調制好的發送時鐘和接收時鐘進行分頻處理，這樣分頻后的兩時鐘頻差相應擴大，采樣間隔相應擴大，采樣點數不變，導波雷達液位計的測量量程相應擴大。

技術領域

本發明涉及導波雷達液位計技術領域，特別涉及一種導波雷達液位計可延長測量距離的方法和導波雷達液位計。

背景技術

導波雷達液位計是利用時域反射技術(Time-Domain Reflectometry，簡稱“TDR”)原理進行測量，導波雷達液位計通過發射一窄脈沖信號，在相應的時間點接收反射回的窄脈沖信號，通過時間差計算出液位、物位的位置。其中，脈沖信號的傳輸速度接近于光速，直接信號進行采樣，為了達到需要的物位精度，測量精度要達到皮秒數量級，如果用數字計數法和實時采樣法等傳統時間測量方式很難滿足要求。

等效時間采樣是指對于頻率很高的周期性或準周期性被采樣信號，可以用較慢的采樣頻率捕獲被采樣信號的樣本值，然后按照一定的規律重新組合，得到與原信號相似的波形，從而實現利用較低的實時采樣速率獲取較高的等效采樣速率。使用該方法，可以實現窄脈沖在時間軸上的精確放大。等效時間采樣需要皮秒級步進采樣精度，可采用雙晶振偏差法，使用兩個晶振產生的皮秒級時間差。

雖然采用等效時間采樣法可以滿足采用普通處理器對液位進行高精度測量，但是由于以下因素制約，大大限制了導波雷達液位計的測量量程：

雙晶振偏差法需要兩個完全相同的晶振，通過控制其中一個晶振的匹配電容來調整兩個晶振的頻差。單純通過這種方法所調出的晶振頻差范圍要想滿足達到幾百米的測量量程，需要將兩晶振的頻差穩定控制在非常小的范圍，技術難度很大，物理上實現困難。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種導波雷達液位計可延長測量距離的方法和導波雷達液位計。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種導波雷達液位計可延長測量距離的方法，所述方法包括：

在導波雷達液位計的射頻信號發射部的發送時鐘處增設第一分頻器，對已調制好的發送時鐘進行分頻處理；

在導波雷達液位計的射頻信號接收部的接收時鐘處增設第二分頻器，對已調制好的接收時鐘進行分頻處理，所述第二分頻器與所述第一分頻器的分頻倍數相同。

在本發明實施例上述的導波雷達液位計可延長測量距離的方法中，所述發送時鐘包括：第一晶振和與第一晶振連接的第一負載電容，所述接收時鐘包括：第二晶振、與第二晶振連接的第二負載電容、以及與第二晶振連接的變容二極管；

在對導波雷達液位計進行分頻處理之前，所述方法還包括：

通過調節變容二極管的電容值，使得第一晶振和第二晶振之間的頻差調整到預設頻差，實現發送時鐘和接收時鐘的調制。

在本發明實施例上述的導波雷達液位計可延長測量距離的方法中，所述導波雷達液位計包括：計算單元、測量探頭、以及用于將計算單元與測量探頭連接的同軸電纜，所述測量探頭包括：射頻信號發射部和射頻信號接收部；

所述方法還包括：

將預先測量好的同軸電纜的長度信息輸入計算單元中，并計算回波信號在同軸電纜中的回波時長；

通過計算單元，對其接收到的回波信號中同軸電纜所占回波時長進行去除，以降低存儲信息量。