CN108151831A - 一种调频雷达物位计 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种调频雷达物位计，包括雷达天线，与所述雷达天线相连的调频电路，与所述调频电路相连的DSP控制中心；所述雷达天线，用于对目标物体发射电磁波并接收所述电磁波对应的回波，将所述回波发送至所述调频电路；所述调频电路，用于对所述回波进行频率调节获得对应的数字信号，并发送至所述DSP控制中心；所述DSP控制中心，用于对所述数字信号进行算法处理，获得所述目标物体至调频雷达物位计的距离。该调频雷达物位计功耗较低，体积较小，易于安装，且降低了成本。

Description

一种调频雷达物位计

技术领域

本申请涉及物位测量领域，特别涉及一种调频雷达物位计。

背景技术

在工业生产过程中，经常需要对封闭式或敞开容器中物料的高度进行检测，物位计则是完成这种测量任务的一种仪器。在现有技术中，有两种进行物位测量的方式，一种是脉冲雷达，其原理是发出一种脉冲，通过传回波形的最强信号时间差来计算到物料的距离，但是为了准备地计算距离，其探测物位速度较慢，同时又为了控制其方向角，通常会增加大喇叭，导致其体积较大。另一种是调频雷达，由于其需要发射连续变化的频率，功耗大大增加，同时散热片的增加，导致其体积过大，在外安装不方便，进一步提高了成本。

因此，如何提供一种解决上述问题的技术方案，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种调频雷达物位计，该调频雷达物位计可间断的发射频率，降低了功耗，同时体积较小，易于安装，进一步降低了成本。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种调频雷达物位计，该调频雷达物位计包括：雷达天线，与所述雷达天线相连的调频电路，与所述调频电路相连的DSP控制中心；

所述雷达天线，用于对目标物体发射电磁波并接收所述电磁波对应的回波，将所述回波发送至所述调频电路；

所述调频电路，用于对所述回波进行频率调节获得对应的数字信号，并发送至所述DSP控制中心；

所述DSP控制中心，用于对所述数字信号进行算法处理，获得所述目标物体至调频雷达物位计的距离。

优选的，所述雷达天线包括：

电磁波发射器，用于向所述目标物体发射所述电磁波；

回波接收电路，用于接收所述电磁波到达所述目标物体后返回的回波；

回波传输电路，用于将所述回波传输至所述调频电路。

优选的，所述调频电路包括：

频率生成电路，用于接收所述回波，并发送至频率调节器；

频率分离评估电路，用于当所述回波的频率调节至预定频率范围内时生成上电信号；

所述频率调节器，用于将所述回波调节至所述预定频率范围内，获得所述数字信号，并根据所述上电信号将所述数字信号发送至所述DSP控制中心。

优选的，还包括时钟电路，用于发送时钟信号。

优选的，还包括存储器，用于存储所述目标物体的距离信息。

优选的，所述距离信息包括：所述目标物体至所述电磁波发射器的距离、所述电磁波的径向速度以及所述目标物体的方位和高度。

优选的，还包括连接于所述DSP控制中心的显示器，用于显示所述距离。

优选的，还包括连接于终端设备的485通信显示器，用于远程显示所述距离。

优选的，还包括电源，用于提供电能。

优选的，所述调频雷达物位计安装于封闭盒体内。

本申请提供了一种调频雷达物位计，包括雷达天线，与所述雷达天线相连的调频电路，与所述调频电路相连的DSP控制中心；所述雷达天线，用于对目标物体发射电磁波并接收所述电磁波对应的回波，将所述回波发送至所述调频电路；所述调频电路，用于对所述回波进行频率调节获得对应的数字信号，并发送至所述DSP控制中心；所述DSP控制中心，用于对所述数字信号进行算法处理，获得所述目标物体至调频雷达物位计的距离。可见，本申请所提供的技术方案，通过发射间断的频率信号，获得目标物体距离调频雷达物位计的长度，相对降低了功耗；同时其体积较小，更加易于安装，进一步降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种调频雷达物位计的结构示意图；

图2为本申请所提供的一种雷达天线的结构示意图；

图3为本申请所提供的一种雷达发射和接收信号的时间相关曲线示意图；

图4为本申请所提供的一种调频电路的结构示意图；

图5为本申请所提供的另一种调频雷达物位计的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种调频雷达物位计，该调频雷达物位计可间断的发射频率，降低了功耗，同时体积较小，易于安装，进一步降低了成本。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请所提供的一种调频雷达物位计的结构示意图，该调频雷达物位计可以包括：

雷达天线1，与雷达天线1相连的调频电路2，与调频电路2相连的DSP控制中心3；雷达天线1，用于对目标物体发射电磁波并接收电磁波对应的回波，将回波发送至调频电路2；调频电路2，用于对回波进行频率调节获得对应的数字信号，并发送至DSP控制中心3；DSP控制中心3，用于对数字信号进行算法处理，获得目标物体至调频雷达物位计的距离。

具体的，雷达天线1、调频电路2以及DSP控制中心3依次连接，调频雷达物位计通过雷达天线1向目标物体发射电磁波，目标物体在感应到电磁波照射后会返回回波，同样有雷达天线1接收其回波，其中，目标物体即为被测物体；进一步，雷达天线1将接收的回波发送至调频电路2进行频率调节，即可获得相应的数字信号，并发送至DSP控制中心3，由DSP控制中心3对数字信号进行相应的算法处理，最终获得目标物体至该调频雷达物位计的距离。其中，上述电磁波的发射为间断性的，即当需要进行物位测量时，则向目标物体发射电磁波，当无需进行物位测量时，则停止向目标物体发射电磁波，由此大大降低了调频雷达物位计的功耗。

优选的，请参考图2，图2为本申请所提供的一种雷达天线1的结构示意图，上述雷达天线1可以包括：电磁波发射器11，用于向目标物体发射电磁波；回波接收电路12，用于接收电磁波到达目标物体后返回的回波；回波传输电路13，用于将回波传输至调频电路2。

具体的，电磁波发射器11、回波接收电路12以及回波传输电路13依次进行连接，雷达天线1通过其中的电磁波发射器11发射电磁波，对目标物体进行照射，并通过回波接收电路12接收电磁波对应的回波，请参考图3，图3为本申请所提供的一种雷达发射和接收信号的时间相关曲线示意图。进一步通过回波传输电路13将接收的回波传输至调频电路2进行频率调节。

优选的，请参考图4，图4为本申请所提供的一种调频电路2的结构示意图，上述调频电路2包括：频率生成电路21，用于接收回波，并发送至频率调节器23；频率分离评估电路22，用于当回波的频率调节至预定频率范围内时生成上电信号；所述频率调节器23，用于将回波调节至预定频率范围内，获得数字信号，并根据上电信号将数字信号发送至DSP控制中心3。

具体的，频率调节器23分别与频率生成电路21和频率分离评估电路22进行连接，调频电路2通过其中的频率生成电路21接收由回波传输电路13传输的回波，并将其发送至频率调节器23进行频率调节，当回波的频率被调节至预定的频率范围内时，获得相应的数字信号，同时频率分离评估电路22自动生成上电信号发送至频率调节器23，频率调节器23则根据上电信号将上述数字信号发送至DSP控制中心3进行后续的处理。

本申请提供了一种调频雷达物位计，测量精度高达30米，准确度为1cm，通过发射间断的频率信号，获得目标物体至调频雷达物位计的距离，降低了功耗；同时测量速度较快，最长3秒即可获得测量结果；此外其体积较小，易于安装，降低了成本。

在上述实施例的基础上，请参考图5，图5为本申请所提供的另一种调频雷达物位计的结构示意图。

作为一种优选实施例，如图5所示，该调频雷达物位计还包括时钟电路4，用于发送时钟信号。

具体的，该调频雷达物位计还包括时钟电路4，与DSP控制中心3相连接，用于产生时钟信号，便于DSP控制中心3根据时钟信号对接收的数字信号进行相应的处理。

作为一种优选实施例，如图5所示，该调频雷达物位计还包括存储器5，用于存储目标物体的距离信息。

具体的，该调频雷达物位计还包括存储器5，与DSP控制中心3相连接，用于将DSP控制中心3最终获得的目标物体至调频雷达物位计的距离信息进行存储，以便于后续数据的分析和处理。

作为一种优选实施例，上述距离信息包括：目标物体至电磁波发射器11的距离、电磁波的径向速度以及目标物体的方位和高度。

具体的，目标物体至调频雷达物位计的距离信息可以包括目标物体至电磁波发射器11的距离，发射的电磁波的径向速度，以及目标物体相对于调频雷达物位计的方位和高度。当然，上述距离信息仅为本申请所提供的一种优选实施例，并不仅限于此。

作为一种优选实施例，如图5所示，该调频雷达物位计还包括连接于DSP控制中心3的显示器6，用于显示距离。

具体的，该调频雷达物位计还包括显示器6，与DSP控制中心3相连接，用于将DSP控制中心3最终获得的目标物体至调频雷达物位计的距离进行显示，以便于附件的工作人员进行观察和研究，当调频雷达物位计发生异常时，可及时进行检查和维修。

作为一种优选实施例，如图5所示，该调频雷达物位计还包括连接于终端设备的485通信显示器7，用于远程显示距离。

具体的，该调频雷达物位计还包括485通信显示器7，与DSP控制中心3相连接，同时也与终端设备相连接，可以安装于距离调频雷达物位计较远的机房等，用于远程显示目标物体至调频雷达物位计的距离，以便于机房工作人员对其进行实时监控。

作为一种优选实施例，如图5所示，该调频雷达物位计还包括电源8，用于提供电能。

具体的，该调频雷达物位计还包括电源8，与DSP控制中心3相连接，用于为调频雷达物位计的正常工作提供电能。

作为一种优选实施例，该调频雷达物位计安装于封闭盒体内。

具体的，由于在进行物位测量时，可能需要进行地下水位的测量，因此，可以将调频雷达物位计整机安装于封闭的盒体内，可避免水的浸入，影响整机的运行。在本申请中采用的是100*100*70mm的盒体，当然，本申请对此不做限定。同时，调频雷达物位计整机体积较小，更加易于携带和安装，进一步降低了成本。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的调频雷达物位计进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围要素。

Claims (10)

1.一种调频雷达物位计，其特征在于，包括：雷达天线，与所述雷达天线相连的调频电路，与所述调频电路相连的DSP控制中心；

所述雷达天线，用于对目标物体发射电磁波并接收所述电磁波对应的回波，将所述回波发送至所述调频电路；

所述调频电路，用于对所述回波进行频率调节获得对应的数字信号，并发送至所述DSP控制中心；

所述DSP控制中心，用于对所述数字信号进行算法处理，获得所述目标物体至调频雷达物位计的距离。

2.如权利要求1所述的调频雷达物位计，其特征在于，所述雷达天线包括：

电磁波发射器，用于向所述目标物体发射所述电磁波；

回波接收电路，用于接收所述电磁波到达所述目标物体后返回的回波；

回波传输电路，用于将所述回波传输至所述调频电路。

3.如权利要求2所述的调频雷达物位计，其特征在于，所述调频电路包括：

频率生成电路，用于接收所述回波，并发送至频率调节器；

频率分离评估电路，用于当所述回波的频率调节至预定频率范围内时生成上电信号；

所述频率调节器，用于将所述回波调节至所述预定频率范围内，获得所述数字信号，并根据所述上电信号将所述数字信号发送至所述DSP控制中心。

4.如权利要求3所述的调频雷达物位计，其特征在于，还包括时钟电路，用于发送时钟信号。

5.如权利要求4所述的调频雷达物位计，其特征在于，还包括存储器，用于存储所述目标物体的距离信息。

6.如权利要求1至5任意一项所述的调频雷达物位计，其特征在于，所述距离信息包括：所述目标物体至所述电磁波发射器的距离、所述电磁波的径向速度以及所述目标物体的方位和高度。

7.如权利要求6所述的调频雷达物位计，其特征在于，还包括连接于所述DSP控制中心的显示器，用于显示所述距离。

8.如权利要求7所述的调频雷达物位计，其特征在于，还包括连接于终端设备的485通信显示器，用于远程显示所述距离。

9.如权利要求8所述的调频雷达物位计，其特征在于，还包括电源，用于提供电能。

10.如权利要求9所述的调频雷达物位计，其特征在于，所述调频雷达物位计安装于封闭盒体内。