[实用新型]一种连续调频波制雷达水位计

说明书

技术领域

本实用新型属液体液位观测技术领域，涉及一种连续调频波制雷达水位计。

背景技术

目前国内大量程大变率水位测量的雷达水位计主要依赖进口，以德国品牌为主，且价格昂贵。国产雷达水位计多从工业物位计改装而来，其采用的主要方法是脉冲雷达体制，利用时差法实现水位测量。根据现代雷达理论，雷达测距的分辨率正比于发送信号的带宽或时宽。由于发射功率限制，不可能同时获得较大的时宽和带宽，在大量程和水位变率较大的水位测量时，由于反射信号变得很弱，相位信息会淹没在噪声中，影响了大量程水位的测量精度和稳定性，其测量精度大多为1.0cm或2.0cm，不能满足大量程大变幅水位测量的准确度和稳定性要求。

为克服上述问题，需要研制一种新型非接触式雷达水位计，使国产雷达水位计的测量精度和稳定性达到或超过进口雷达水位计水平。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种连续调频波制雷达水位计，该水位计应用连续调频制雷达调制方式，可实现大量程、大变率情况下水位的测量，具有精度高、稳定性高、功耗低的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种连续调频波制雷达水位计，包括壳体和封装在壳体内的主控单元、雷达调制波发射单元、平面微带天线和两路雷达信号接收单元，所述雷达调制波发射单元包括依次连接的(DDS)三角波发生器、(MOD)调制器、(VCO)压控震荡器和(DISP)环形器；

雷达信号接收单元包括依次连接的(MIX)高频混频器、(AMP)一级放大器、(LPF)低通滤波器、(AMP)二级放大器和A/D转换器；

主控单元分别与雷达调制波发射单元和两路雷达信号接收单元连接；平面微带天线的发射端与雷达调制波发射单元的环形器相连，接收端与雷达信号接收单元的高频混频器相连，所述环形器的输出端还分别与两路雷达信号接收单元的高频混频器的输入端相连。

本实用新型的进一步设计在于；

还包括RTU通讯模块。

本实用新型的进一步设计还在于；

各单元布置在PCB板上，其中主控单元布置在主控板上，雷达调制波发射单元和雷达信号接收单元布置在调制板上，平面微带天线布置在雷达板上，RTU通讯模块布置在RTU板，所述雷达板、调制板、主控板和RTU板自下而上依次布置在壳体内，壳体底部对应平面微带天线位置设有防水防尘薄膜，电源接线端和RTU通讯模块的信号输出端分别引出至壳体外。

主控单元采用TMS320F28M35双核处理器。

密封壳体上设有航空插座，用于连接外接电源。

密封壳体外设有防尘防雨罩、安装支架和防雷电模块。

主控单元还设有过压、过流、抗电磁干扰保护电路。连续调频波制雷达水位计垂直安装在液位测点的上方，适用0.8-35米量程水位自动测量。壳体采用聚四氟乙烯壳体，壳体外部设有防尘防雨罩、防雷电模块和安装支架，安装支架方便安装，各个部件通过航空插座外联，具备防风、雨、尘的功能。

本实用新型相比现有技术具有如下有益效果：

本实用新型在消化吸收国外雷达水位计先进技术的基础上，针对我国水文测验特点，发明人对大量程大水位变率条件下，对于水位测量时影响测量准确度和稳定度的因素进行了深入研究，开发设计出的一种连续调频波制雷达水位计。

1、本实用新型的水位计应用连续调频制雷达调制方式，实现大量程、大变率情况下水位的测量，具有精度高、稳定性高、功耗低、强抗干扰能力及可重复性强等特点。

2、本实用新型的水位计可独立作为高精度水位传感器使用，也可和采集终端组成智能一体化监测装置，可实现水位预警及无人值守自动化水位监测。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理图。

图3为本实用新型的测量原理图。

图中，1-PCB1板，2-雷达传感器，3-PCB2板，4-壳体，5-RTU板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的功能及硬件结构原理图进行详细描述。

实施例一：

如图1和图2所示，本实用新型设计一种大量程大变率高精度连续调频波制的雷达水位计，它应用连续调频制方法对液面发射微波信号；通过检测水面对微波的反射波与发射波的差频实现水位测量。本实用新型的雷达水位计包括壳体和封装在壳体内的主控单元、雷达调制波发射单元、两路雷达信号接收单元和平面微带天线，该水位计可外接12V直流电源。