[发明专利]基于门控调频连续波的分体式导波雷达液位计

说明书

本公开提供一种基于门控调频连续波的分体式导波雷达液位计，包括：电子学单元，设置于待测液位的容器外，用于产生发射信号；同轴电缆，与所述电子学单元连接，用于将所述发射信号传输至设置于待测液位的容器内的同轴导波杆；所述同轴导波杆基于频域反射原理产生回波信号返回至所述电子学单元，进而获得待测液位的高度信息。能够实现电子学与雷达探头的异地安装，电子学远离高温高压高辐照容器，提高了设备工作的可靠性；在低频应用中容易实现较大的系统带宽，提高测量精度，同时有利于设备小型化；采用门控开关对发射和接收通道进行控制，实现了较大的系统收发隔离度；采用高通滤波器有效抑制直达波信号，能够防止中频放大器饱和。

技术领域

本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种基于门控调频连续波的分体式导波雷达液位计。

背景技术

目前核动力装置上的高温高压容器如稳压器、蒸汽发生器的水位均采用压力原理进行接触式测量，受容器内负载的工况影响，差压水位测量存在精度低、可靠性不高的问题，而人工检尺、浮体式等其它接触式液位测量也存在工作量大，操作误差大且危险系数高、量程有限、老化严重等缺点。

雷达式液位计所发射的电磁波在同一介质中传播速度稳定，不受温度、密度、粉尘、压力等的影响，因此可以在复杂环境下稳定、准确地工作，具有精度高、可靠性高的优点，是高温高压容器液位测量的有效手段。传统雷达液位计大多采用一体式结构形式，电子学单元安装在被测容器上，无法应用在强辐照环境中。

由此，如何提供一种能够在高温高压高辐照容器进行液位测量的液位计是一个亟需解决的技术课题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种基于门控调频连续波的分体式导波雷达液位计，以缓解现有技术中在高温高压高辐照容器中难以有效的进行液位测量等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种基于门控调频连续波的分体式导波雷达液位计，包括：电子学单元，设置于待测液位的容器外，用于产生发射信号；同轴电缆，与所述电子学单元连接，用于将所述发射信号传输至设置于待测液位的容器内的同轴导波杆；所述同轴导波杆基于频域反射原理产生回波信号返回至所述电子学单元，进而获得待测液位的高度信息。

在本公开实施例中，所述电子学单元包括：发射模块，用于产生两路调频连续波信号；开关模块，包括：发射选通开关，用于对一路调频连续波信号进行幅度调制；接收选通开关，与所述发射选通开关处于相反的开关状态，用于间隙性接收所述回波信号；以及收发切换开关，同时与所述发射选通开关和接收选通开关相连，对应所述发射选通开关和接收选通开关的开关状态使电子学单元处于信号发射态或信号接收态；接收模块，用于接收另一路调频连续波信号作为本振信号，进而将所述回波信号处理为数字回波信号；以及信号处理模块，用于发出控制信号控制所述发射模块和开关模块工作，并对数字回波信号进行处理得到液位高度信息。

在本公开实施例中，所述发射模块包括：基带线性调频信号产生模块、锁相环、功分器、以及放大器，其中，所述基带线性调频信号产生模块在信号处理模块的控制下产生20～40MHz线性调频信号并输出到所述锁相环的参考端；所述锁相环将参考端接收的参考信号倍频到频率为1～2GHz的调频连续波信号，并输入功分器；所述的功分器将调频连续波信号分为两路。

在本公开实施例中，所述接收模块包括：混频器、高通滤波器、放大器、低通滤波器、以及ADC；其中，所述混频器用于接收另一路调频连续波信号作为本振信号，使得所述回波信号经接收模块处理后数字化为数字回波信号。

在本公开实施例中，发射信号间隙，发射选通开关导通，收发切换开关处于发射状态，接收选通开关关闭，提高发射时隙内的收发隔离度。

在本公开实施例中，接收信号间隙，发射选通开关关闭，收发切换开关处于接收状态，接收选通开关导通，提高接收时隙内的收发隔离度。