[發明專利]一種分段式同軸導波雷達液位計數據處理方法

有效

• 申請號: 202110417184.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113108867B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 趙博;張曰義;孟祥焱;沈紹祥;劉小軍;方廣有
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284;G01S7/35
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

1.一種分段式導波雷達液位計的數據處理方法，包括：

根據目標容器內當前液面高度的測量液位值和液位變化速度值，預測下次測量時所述目標容器內液面高度的預測值；

根據所述預測值和導波桿各段長度計算所述下次測量的第一回波信號中的第一虛假回波信號；

獲取所述目標容器內液體位于被預測液面高度時所述導波桿的第一回波信號；

根據所述第一回波信號和所述第一虛假回波信號計算所述被預測液面高度的初始測量液位值；

對所述初始測量液位值進行卡爾曼濾波處理，得到所述被預測液面高度的測量液位值。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

分別獲取所述目標容器內無液體時所述導波桿的背景回波信號和所述目標容器內液體位于初始液面高度時的所述導波桿的初始回波信號；

根據所述背景回波信號和所述初始回波信號計算所述初始液面高度的測量液位值和液位變化速度值。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述分別獲取所述目標容器內無液體時所述導波桿的背景回波信號和所述目標容器內液體位于初始液面高度時的所述導波桿的初始回波信號包括：

分別采集所述目標容器內無液體時所述導波桿的第二回波信號和所述目標容器內液體位于初始液面高度時的所述導波桿的第三回波信號；

分別對所述第二回波信號和所述第三回波信號進行線性調頻Z變換，得到所述背景回波信號和所述初始回波信號。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述背景回波信號包括：

c(t)＝c₀(t)+c₁(t)+c₂(t)+…+c_Q(t)

其中，c(t)為背景回波信號，c₀(t)為導波桿饋電端口阻抗不匹配引起的反射信號，c₁(t)為距離導波桿饋電端口的長度為L₁的第一段導波桿和第二段導波桿連接處產生的反射信號，c₂(t)為距離導波桿饋電端口的長度為L₂的第二段導波桿和第三段導波桿連接處產生的反射信號，c_Q(t)為距離導波桿饋電端口的長度為L_Q的第Q段導波桿末端短路引起的全反射信號。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述根據所述背景回波信號和所述初始回波信號計算所述初始液面高度的測量液位值和液位變化速度值包括：

根據所述背景回波信號得到導波桿饋電端口處的第二虛假回波信號；

根據所述第二虛假回波信號消除所述初始回波信號中的虛假回波信號，得到第一真實回波信號；

通過波峰定位的方法對所述第一真實回波信號進行處理，得到所述初始液面高度值；

根據所述初始液面高度值計算所述液位變化速度值。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述根據目標容器內當前液面高度的測量液位值，預測下次測量時所述目標容器內液面高度的預測值包括：

其中，為測量液位值，為相鄰兩次測量的液位變化速度值，T為相鄰兩次測量的時間間隔。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述根據所述預測值和導波桿各段長度計算所述下次測量的第一回波信號中的第一虛假回波信號包括：

其中，為第一虛假回波信號，C_i(k)為距離導波桿饋電端口的長度為L_i的第i段導波桿和第i+1段導波桿連接處產生的反射信號，J為預測值至饋電端口間導波桿的分段數，L_J≤X＜L_J+1，X為預測值。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述獲取所述目標容器內液體位于被預測液面高度時所述導波桿的第一回波信號包括：

采集所述目標容器內液體位于被預測液面高度時所述導波桿的第四回波信號；

在以所述預測值為中心的窗口內對所述第四回波信號進行線性調頻Z變換，得到所述第一回波信號。