[发明专利]一种传输线原理的液位测量系统

说明书

本发明提供了一种传输线原理的液位测量系统，包括：双向射频功率检测器、巴伦阻抗变换器、信号源、传输线、终端电阻、微控制器以及用于存放液体的非金属容器；当非金属容器内有液体或者有液体变化时，所述传输线的阻抗发生变化，产生往回传输的反射波信号，往回传输的所述反射波信号传输给双向射频功率检测器，并检测反射波信号的功率，且将所述反射波信号的功率值传输给模数转换器，所述模数转换器将入射波功率值和反射波信号的功率值传输给微控制器，并结合标定系数，得到液位的数据，能够实现快速的实时测量，也没有机械活动部件，不接触介质，本发明从安装、测量、成本等方面都相比传统的浮子式液位计有很大优势。

技术领域

本发明属于工业监测技术领域，具体地涉及一种传输线原理的液位测量系统。

背景技术

传统工业领域中针对液体介质的液位监测，常采用浮子式液位计，浮子式液位计存在的主要问题是：

1、对安装空间要求高，需要靠近存储液体介质容器的边缘位置，需要考虑维修的操作空间和位置；

2、对介质的物体特点有要求，对于易燃易爆、容易挥发的介质，传感器需要考虑较高的防爆等级，同时浮球要接触介质，所以对粘度较高的液体介质无法测量；

3、传感器容易发生故障，如浮子脱落等。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种传输线原理的液位测量系统，用于解决现有技术中1、对安装空间要求高，需要靠近存储液体介质容器的边缘位置，需要考虑维修的操作空间和位置；2、对介质的物体特点有要求，对于易燃易爆、容易挥发的介质，传感器需要考虑较高的防爆等级，同时浮球要接触介质，所以对粘度较高的液体介质无法测量；3、传感器容易发生故障，如浮子脱落等问题。

该发明提供以下技术方案，一种传输线原理的液位测量系统，包括：依次电性连接的信号源、双向射频功率检测器、巴伦阻抗变换器、传输线以及终端电阻，所述双向射频功率检测器电性连接有模数转换器，所述模数转换器电性连接有微控制器，所述传输线的一侧设置有用于存放液体的非金属容器；

所述信号源用于发射入射波信号，并将信号传输给双向射频功率检测器，所述双向射频功率检测器将入射波信号传输给巴伦阻抗变换器，并用于检测入射波信号的功率，且将检测的入射波功率值传输给模数转换器，所述巴伦阻抗变换器将入射波信号转换成用于驱动传输线的差分信号，并将差分信号传输给设置在非金属容器一侧且阻抗为定值的传输线，所述传输线将差分信号传输给阻抗为定值的终端电阻；

其中，当非金属容器内无液体时，所述传输线的阻抗无变化，导致传输给所述终端电阻的差分信号被所述终端电阻全部吸收，无法产生往回传输的反射波信号，当非金属容器内有液体或者有液体变化时，所述传输线的阻抗发生变化，产生往回传输的反射波信号，往回传输的所述反射波信号传输给双向射频功率检测器，并检测反射波信号的功率，且将所述反射波信号的功率值传输给模数转换器，所述模数转换器将入射波功率值和反射波信号的功率值传输给微控制器，所述微控制器用于计算回波损耗值，并结合标定系数，得到液位的数据。

相比现有技术，本申请的有益效果为：通过测量传输线的回波损耗，找到一种非接触式的液体介质测量方法。采用传输线的方式测量液位，系统结构比传统的机械浮子式液位计简单很多，体积也小很多，仅需要两根金属组成的传输线，固定在液体介质容器的外侧即可，然后将传输线连接采集系统，能够实现快速的实时测量，也没有机械活动部件，不接触介质，本发明从安装、测量、成本等方面都相比传统的浮子式液位计有很大优势。

进一步的，还包括带通滤波器用于消除外部无线电干扰信号。

进一步的，所述传输线的长度不低于非金属容器的高度。

进一步的，所述信号源采用能够输出一定频率范围射频信号的，并携带有一定功率的，内阻为1～100欧姆的信号源；

所述功率范围一般在10～20dBm之间。