CN107796483A - 远距自动强化信噪比的液位感测装置 - Google Patents

Abstract

一种远距自动强化信噪比的液位感测装置，应用于一待量测目标；该远距自动强化信噪比的液位感测装置包含一感测模块、一远程命令接收模块及至少一制动模块；该感测模块对该待量测目标发射一感测信号，该感测信号接触该待量测目标以折射一反射信号，该感测模块接收该反射信号而量测到一信噪比以及量测到该待量测目标的高度；该远程命令接收模块电性连接至该感测模块，该远程命令接收模块用于接收一远程命令信号；该制动模块机构连接该感测模块。

Description

远距自动强化信噪比的液位感测装置

技术领域

本发明涉及一种液位感测装置，特别涉及一种远距自动强化信噪比的液位感测装置。

背景技术

请参考图7，其是为相关技术的液位感测装置的第一实施例示意图。一相关技术的液位感测装置50设置于一桶槽40上，该桶槽40包含一入料口402及一出料口404，一待量测目标20系设置于该桶槽40内；该相关技术的液位感测装置50对该待量测目标20发射一感测信号108，该感测信号108接触该待量测目标20以折射一反射信号110，该相关技术的液位感测装置50接收该反射信号110而量测到一信噪比(Signal to Noise Ratio)以及量测到该待量测目标20与该相关技术的液位感测装置50之间的距离。该待量测目标20可为例如但不限定为谷物、砂石或塑胶粒等等。由于如图7所示的该相关技术的液位感测装置50并非水平安装，因此该反射信号110品质不良，不易判断，导致检测错误，如图8上面的波形图所示。

请参考图9，其是为相关技术的液位感测装置的第二实施例示意图；图9所示的元件叙述与图7相似，为简洁因素，于此不再赘述。与图7所示的该相关技术的液位感测装置50比较，图9所示的该相关技术的液位感测装置50虽然已水平安装，但该待量测目标20的反射面为不确定性几何面，故仍将容易导致量测错误，如图10上面的波形图所示。

请参考图11，其是为相关技术的液位感测装置的第三实施例示意图；图11所示的元件叙述与图7相似，为简洁因素，于此不再赘述；图11所示的该待量测目标20为海洋或河川等等。如图12所示，由于干扰信号114过大，正确的该反射信号110较小，导致检测错误，如图12上面的波形图所示。

请参考图13，其是为相关技术的液位感测装置的辐射场型图；该相关技术的液位感测装置50接收的正确的该反射信号110较弱，但噪声116较强，且该相关技术的液位感测装置50具有宽的波束角以及错误的辐射角度；信噪比仅为5dB。

发明内容

为改善上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种远距自动强化信噪比的液位感测装置。

为达成本发明的上述目的，本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置应用于一待量测目标，该远距自动强化信噪比的液位感测装置包含：一感测模块，该感测模块对该待量测目标发射一感测信号，该感测信号接触该待量测目标以折射一反射信号，该感测模块接收该反射信号而量测到一信噪比以及量测到该待量测目标的高度；一远程命令接收模块，该远程命令接收模块电性连接至该感测模块，该远程命令接收模块用于接收一远程命令信号；及至少一制动模块，该制动模块机构连接该感测模块，该制动模块用以对应该反射信号进行主动调整，使该感测模块所量测到的该信噪比可以维持在一预设值。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该制动模块用于调整该感测模块以动态追随该待量测目标，使得该感测模块取得最佳的该反射信号。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该制动模块被调整，使得该感测模块取得最低的反射背景信号或调整该感测信号的发射波角度。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该制动模块包含一保护机构；该保护机构用以保护该感测模块，以避免该感测模块在特定操作环境下受到损毁。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该远程命令接收模块用于无线接收该远程命令信号；该制动模块的电力来源为市电、电池、太阳能、风能、水力回收、震动回收或磁电回收。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该远程命令接收模块为一开回路控制远程命令接收模块；在一特定的单位时间内，以一既定的调整方法得到即时性最佳化信噪比的该反射信号。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该既定的调整方法依照待量测环境的工艺需要，事先设定的调整姿态，随工艺需要而变化。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该既定的调整方法采随机不确定性的扫描方法，依照特定的设定模式调整。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该远程命令接收模块为一闭回路控制远程命令接收模块；在一特定的单位时间内，将该信噪比作为一回馈信号以作为下一个该特定的单位时间内该远程命令接收模块的一参考值，以得到即时性最佳化信噪比的该反射信号。

再者，如上所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该远程命令接收模块为一闭回路控制远程命令接收模块；在一特定的单位时间内，取得一环境触发因子作为一回馈信号以作为下一个该特定的单位时间内该远程命令接收模块的一参考值，以得到即时性最佳化信噪比的该反射信号；该环境触发因子为一外部控制启动输入输出信号、一感测的模拟信号或控制界面的数字信号。

本发明通过无线或自我回馈机制自动调整信号品质；本发明至少包含下列优点：

1.信噪比自动最佳化。

2.辐射场型最佳化。

3.无线远程控制(自动反馈式)。

4.解决人为无法现场操作的环境。

5.降低人为操作危险性。

6. 360度连续式扫描(可实现桶槽3D显像雷达数据)。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第一实施例示意图；

图2为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第二实施例示意图；

图3为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第三实施例示意图；

图4为本发明的开回路控制示意流程图；

图5为本发明的闭回路控制示意的一实施例流程图；

图6为本发明的闭回路控制示意的另一实施例流程图；

图7为相关技术的液位感测装置的第一实施例示意图；

图8为相关技术的液位感测装置的第一实施例与本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第一实施例对照波形图；

图9为相关技术的液位感测装置的第二实施例示意图；

图10为相关技术的液位感测装置的第二实施例与本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第二实施例对照波形图；

图11为相关技术的液位感测装置的第三实施例示意图；

图12为相关技术的液位感测装置的第三实施例与本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第三实施例对照波形图；

图13为相关技术的液位感测装置的辐射场型图；

图14为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的辐射场型图。

其中，附图标记

远距自动强化信噪比的液位感测装置10

待量测目标20

无线远程命令发射装置30

桶槽40

相关技术的液位感测装置50

感测模块102

远程命令接收模块104

制动模块106

感测信号108

反射信号110

信号范围112

干扰信号114

噪声116

远程命令信号302

入料口402

出料口404

保护机构10602

步骤S02～08

步骤T02～10

步骤U02～10

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，请参阅以下的详细说明和附图说明如下，而附图与详细说明仅作为说明之用，并非用于限制本发明。

请参考图1，其为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第一实施例示意图。一远距自动强化信噪比的液位感测装置10应用于一待量测目标20、一无线远程命令发射装置30及一桶槽40；该远距自动强化信噪比的液位感测装置10包含一感测模块102、一远程命令接收模块104及至少一制动模块106；该桶槽40包含一入料口402及一出料口404；该制动模块106包含一保护机构10602。图1所示的该待量测目标20可为例如但本发明不限定为谷物、砂石或塑胶粒等等。

该感测模块102对该待量测目标20发射一感测信号108，该感测信号108接触该待量测目标20以折射一反射信号110，该感测模块102接收该反射信号110而量测到一信噪比(Signal to Noise Ratio)以及量测到该待量测目标20的高度；该远程命令接收模块104电性连接至该感测模块102，该远程命令接收模块104用于无线接收由该无线远程命令发射装置30所发送的一远程命令信号302。该制动模块106用以对应该反射信号110进行主动调整，使该感测模块102所量测到的该信噪比可以维持在一预设值，该预设值即为最佳化讯躁比。该远程命令接收模块104亦可有线接收该远程命令信号302。

该制动模块106机构连接该感测模块102，该制动模块106用于调整该感测模块102以动态追随该待量测目标20，使得该感测模块102以360度检测计算以取得最佳的该反射信号110；该制动模块106可为例如但本发明不限定为包含齿轮(未示于图1)、滚轮(未示于图1)、轴承(未示于图1)、螺杆(未示于图1)、连接杆(未示于图1)及马达(未示于图1)等等结构以达成调整该感测模块102的目的。

一信号范围112表示该感测模块102的一天线(未示于图1)的辐射方向与物料检测范围。该保护机构10602用以保护该感测模块102，以避免该感测模块102在特定操作环境下受到损毁。该制动模块106的电力来源可为例如但本发明不限定为市电、电池、太阳能、风能、水力回收、震动回收或磁电(Magnetostrictive Effect)回收。

请参考图8，其为相关技术的液位感测装置的第一实施例与本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第一实施例对照波形图。图8下面的波形图为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第一实施例波形图；与图8上面的波形图比较，本发明的该感测模块102能正确地量测到该待量测目标20的高度。

该远程命令接收模块104可为一开回路控制(Open Loop Control)远程命令接收模块或一闭回路控制(Close Loop Control)远程命令接收模块，兹详述如下：

如果该远程命令接收模块104为该开回路控制远程命令接收模块，则在一特定的单位时间内，以一既定(Predetermined)的调整方法得到即时性最佳化信噪比的该反射信号110。该既定的调整方法依照待量测环境的工艺需要，事先设定的调整姿态(GesturePattern)，随工艺需要而变化。或者是，该既定的调整方法采随机不确定性的扫描方法(Scanning Scheme)，依照特定的设定模式调整(例如姿态控制该天线的角度由零度角转到10度角、或者噪声抑制机构缩合)。

图4则显示了上述概念；请参考图4，其为本发明的开回路控制示意流程图；图4包含下列步骤：

步骤S02：既定调整姿态(Predetermined Gesture Pattern)。

步骤S04：既定扫描方法(Predetermined Scanning Scheme)。

步骤S06：以开回路控制该远程命令接收模块104。

步骤S08：调整该制动模块106。

如果该远程命令接收模块104为该闭回路控制远程命令接收模块，则在该特定的单位时间内，将该信噪比作为一回馈信号以作为下一个该特定的单位时间内该远程命令接收模块104的一参考值，以得到即时性最佳化信噪比的该反射信号110。

图5则显示了上述概念；请参考图5，其为本发明的闭回路控制示意的一实施例流程图；图5包含下列步骤：

步骤T02：命令(Command)开始。

步骤T04：以闭回路控制该远程命令接收模块104。

步骤T06：调整该制动模块106。

步骤T08：该信噪比作为该回馈信号。

步骤T10：该回馈信号作为回馈与命令修正。

在另一具体实施例，如果该远程命令接收模块104为该闭回路控制远程命令接收模块，则在该特定的单位时间内，取得一环境触发因子作为该回馈信号以作为下一个该特定的单位时间内该远程命令接收模块的该参考值，以得到即时性最佳化信噪比的该反射信号；该环境触发因子为一外部控制启动输入输出(I/O)信号(例如搅拌器、加热器、输送装置、潮汐警告、人员现场输入)、一感测的模拟信号(例如高温警示、压力过载)或控制界面的数字信号。

图6则显示了上述概念；请参考图6，其为本发明的闭回路控制示意的另一实施例流程图；图6包含下列步骤：

步骤U02：命令(Command)开始。

步骤U04：以闭回路控制该远程命令接收模块104。

步骤U06：调整该制动模块106。

步骤U08：该环境触发因子作为该回馈信号。

步骤U10：该回馈信号作为回馈与命令修正。

请参考图2，其为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第二实施例示意图。图2所示的元件叙述与图1相似，为简洁因素，于此不再赘述。图2显示该制动模块106调整该感测模块102以取得最佳的该反射信号110以正确地量测到该待量测目标20的高度。

请参考图10，其为相关技术的液位感测装置的第二实施例与本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第二实施例对照波形图。图10下面的波形图为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第二实施例波形图；与图10上面的波形图比较，本发明的该感测模块102能正确地量测到该待量测目标20的高度。

请参考图3，其为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第三实施例示意图。图3所示的元件叙述与图1～2相似，为简洁因素，于此不再赘述。再者，该制动模块106被调整，使得该感测模块102取得最低的反射背景信号(Noise)或调整该感测信号108的发射波角度(Beam Angle)。图3所示的该待量测目标20可为例如但本发明不限定为海洋或河川等等；图3左边所示的该远距自动强化信噪比的液位感测装置10与图3右边所示的该远距自动强化信噪比的液位感测装置10相同，差别在于图3右边所示的该远距自动强化信噪比的液位感测装置10的该制动模块106显示为被调整。与图11比较，图3的部分不正确的(无用的)该些反射信号110被该制动模块106阻挡，或被折射至其他地方。

请参考图12，其为相关技术的液位感测装置的第三实施例与本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第三实施例对照波形图。图12下面的波形图为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的第三实施例波形图；与图12上面的波形图比较，干扰信号114较小，正确的该反射信号110较大，本发明的该感测模块102能正确地量测到该待量测目标20的高度。

请参考图14，其为本发明的远距自动强化信噪比的液位感测装置的辐射场型图。该远距自动强化信噪比的液位感测装置10接收的正确的该反射信号110较强，但噪声116较弱，且该远距自动强化信噪比的液位感测装置10具有窄的波束角以及正确的辐射角度；信噪比甚至可达40dB。

再者，上述量测该待量测目标20的高度，可为例如但本发明不定为包含两种意义：

1.如果该待量测目标20为放置该桶槽40内，则量测该待量测目标20的高度指量测该待量测目标20的物液位高度。

2.如果该待量测目标20为海洋，则量测该待量测目标20的高度指量测该待量测目标20的海平面高度(即海拔高度)。

本发明通过无线或自我回馈机制自动调整信号品质；本发明至少包含下列优点：

1.信噪比自动最佳化。

2.辐射场型最佳化。

3.无线远程控制(自动反馈式)。

4.解决人为无法现场操作的环境。

5.降低人为操作危险性。

6. 360度连续式扫描(可实现桶槽3D显像雷达数据)。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种远距自动强化信噪比的液位感测装置，应用于一待量测目标，其特征在于，该远距自动强化信噪比的液位感测装置包含：

一感测模块，该感测模块对该待量测目标发射一感测信号，该感测信号接触该待量测目标以折射一反射信号，该感测模块接收该反射信号而量测到一信噪比以及量测到该待量测目标的高度；

一远程命令接收模块，该远程命令接收模块电性连接至该感测模块，该远程命令接收模块用于接收一远程命令信号；及

至少一制动模块。

2.根据权利要求1该制动模块机构连接该感测模块，其特征在于，该制动模块用以对应该反射信号进行主动调整，使该感测模块所量测到的该信噪比可以维持在一预设值。所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其中该制动模块用于调整该感测模块以动态追随该待量测目标，使得该感测模块取得最佳的该反射信号。

3.根据权利要求1所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该制动模块被调整，使得该感测模块取得最低的反射背景信号或调整该感测信号的发射波角度。

4.根据权利要求2所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该制动模块包含一保护机构；该保护机构用以保护该感测模块，以避免该感测模块在特定操作环境下受到损毁。

5.根据权利要求1所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该远程命令接收模块用于无线接收该远程命令信号；该制动模块的电力来源为市电、电池、太阳能、风能、水力回收、震动回收或磁电回收。

6.根据权利要求1所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该远程命令接收模块为一开回路控制远程命令接收模块；在一特定的单位时间内，以一既定的调整方法得到即时性最佳化信噪比的该反射信号。

7.根据权利要求6所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该既定的调整方法依照待量测环境的工艺需要，事先设定的调整姿态，随工艺需要而变化。

8.根据权利要求6所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该既定的调整方法采随机不确定性的扫描方法，依照特定的设定模式调整。

9.根据权利要求1所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该远程命令接收模块为一闭回路控制远程命令接收模块；在一特定的单位时间内，将该信噪比作为一回馈信号以作为下一个该特定的单位时间内该远程命令接收模块的一参考值，以得到即时性最佳化信噪比的该反射信号。

10.根据权利要求1所述的远距自动强化信噪比的液位感测装置，其特征在于，该远程命令接收模块为一闭回路控制远程命令接收模块；在一特定的单位时间内，取得一环境触发因子作为一回馈信号以作为下一个该特定的单位时间内该远程命令接收模块的一参考值，以得到即时性最佳化信噪比的该反射信号；该环境触发因子为一外部控制启动输入输出信号、一感测的模拟信号或控制界面的数字信号。