CN201285313Y - 一种无线脉冲时域反射物位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲时域反射物位测量装置，包括脉冲时域反射物位测量模块、可配置的信号处理模块、GPRS数据远传模块三大部分。信号处理模块通过模数转换器采集物位测量模块的测量结果，并通过异步串行通信接口(UART)与GPRS数据远传模块连接。脉冲时域反射物位测量模块采用传统的结构，包括时钟电路、窄脉冲产生电路、耦合电路、采样保持电路、滤波放大电路。可配置的信号处理模块包括MCU主控电路、数模转换电路、JTAG配置电路和时钟源电路。本实用新型具有远程调试、远程维护、远程升级能力，无需架设导线连接、安装方便，测量精度高、体积小、功耗低、环境适应能力强、应用灵活。

Description

一种无线脉冲时域反射物位计

技术领域

本实用新型涉及物位测量装置，尤其涉及一种基于脉冲时域反射技术的无线物位计。

技术背景

脉冲时域反射物位计由于测量精度高，维护量少，适用面广，测量不受温度、压力、泡沫、蒸汽、粉末、介质特性和容器形状的影响等众多优点，在石油、化工、水利、冶金、电力、建材等行业得到广泛应用。

脉冲时域反射物位计通常在比较恶劣的工矿下应用，例如无人值守的野外、几十米高的灌顶、环境嘈杂的厂矿。布线成本高，维护的难度大、成本高，人工工作量大、危险性高。

到目前为止，尚无一款脉冲时域反射物位计产品支持设备本身的远程调试、远程维护，远程重配置和远程升级。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供了一种具备远程调试、远程维护，远程重配置和远程升级功能的无线脉冲时域反射物位计。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括如下技术方案：一种无线脉冲时域反射物位计，包括依次连接的脉冲时域物位测量模块IC1，信号处理模块IC2和GPRS数据远传模块IC3，所述信号处理模块IC2和GPRS数据远传模块IC3之间通过串行通信接口连接。

所述信号处理模块IC2包括中央处理单元IC4，所述中央处理单元IC4分别连接有JTAG配置电路和时钟源电路；所述脉冲时域物位测量模块IC1与中央处理单元IC4之间连接有数模转换电路IC5；所述中央处理单元IC4通过串行通信接口与GPRS数据远传模块IC3连接。

所述GPRS数据远传模块IC3包括依次连接的SIM卡电路和GPRS控制器IC6，所述GPRS控制器IC6与通过串行通信接口与信号处理模块IC2连接。

所述脉冲时域物位测量模块IC1包括时钟模块、发射脉冲产生模块、耦合网络、导波缆、采样脉冲产生模块、采样保持电路模块、滤波/放大电路模块；所述时钟电路通过发射脉冲产生模块与耦合网络、导波缆依次连接；所述时钟电路通过采样脉冲产生模块与采样保持电路模块、滤波/放大电路模块、模拟输出端口依次连接；所述耦合网络与采样保持电路模块连接。

所述中央处理单元IC4为基于Flash架构的MSP430控制器。

所述数模转换电路IC5为数模转换芯片AD78123。

所述GPRS控制器IC6为GPRSModem。

所述时钟源电路包括32768Hz晶振和8MHz晶振。

系统采用太阳能电池或24V直流电或220V交流供电，太阳能电池为普通的具有储电功能的太阳能电池，包括太阳能电池板和蓄电池两个基本单元。

与现有技术相比，其有益效果是：本实用新型采用信号处理模块IC2和GPRS数据远传模块IC3，使得物位计具有远程调试、远程维护，远程重配置和远程升级功能，其体积小、功耗低、环境适应能力强、应用灵活，可以应用在无人值守的野外、几十米高的灌顶、环境嘈杂的厂矿，不仅可以降低布线、维护成本，减少人工工作量，避免人员伤害。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型脉冲时域物位测量模块IC1结构示意图；

图3为本实用新型信号处理模块IC2结构原理图；

图4为本实用新型GPRS数据远传模块IC3结构原理图；

图5为本实用新型信号处理模块IC2电路图；

图6为本实用新型GPRS数据远传模块IC3电路图。

具体实施方式

图1～图6中IC1为脉冲时域物位测量模块，IC2为信号处理模块，IC3为GPRS数据远传模块，IC4为中央处理单元，IC5为数模转换电路，IC6为GPRS控制器，1为时钟模块，2为发射脉冲产生模块，3为耦合网络，4为导波缆，5为采样脉冲产生模块，6为采样保持电路模块，7为滤波/放大电路模块，8为JTAG配置电路，9为时钟源电路，10为SIM卡电路。

图1为本实用新型的实施例结构框图，它包括脉冲时域物位测量模块IC1、信号处理模块IC2、GPRS数据远传模块IC3三大部分。IC2通过模数转换器采集IC1的测量结果，并通过串行通信接口，包括异步串行通信接口或者SPI接口、IIC接口与IC3连接。

图2为脉冲时域物位测量模块IC1结构原理图，采用传统脉冲时域反射物位结构，包括时钟模块1、发射脉冲产生模块2、耦合网络3、导波缆4、采样脉冲产生模块5、采样保持电路模块6、滤波/放大电路模块7。时钟模块1产生两路差频时钟；其中一路用于控制发射脉冲产生模块2，另外一路用于控制采样脉冲产生模块5；发射脉冲产生模块生成的脉冲经耦合网络3传输到导波缆4，信号在导波缆4中传输，遇到物位面产生反射，发射脉冲和反射脉冲叠加被采样保持电路模块6采集，并经滤波/放大电路模块7进行平滑和放大处理。

图3为信号处理模块IC2结构原理图，包括中央处理单元IC4、数模转换电路IC5、JTAG配置电路8和时钟源电路9。中央处理单元IC4是信号处理模块IC2的核心，也是整个系统的核心，该模块采用基于Flash构架的MSP430为控制器，MSP430内置UART模块和各种运算、存储单元，可以实现信号处理和UART通信。IC5由普通的数模转换芯片构成，本实用新型采用并行控制的高速低功耗数模转换芯片AD7813。JTAG配置电路8用于对中央处理单元IC4进行在线编程、在线调试；时钟源电路9用于给中央处理单元IC4提供工作时钟。中央处理单元IC4可以通过UART进行调试、配置和升级。

图4为GPRS数据远传模块IC3结构原理图，包括GPRS控制器IC6和SIM卡电路10。本实用新型采用BENQ M22 GPRS Modem作为GPRS控制器IC6。

图5为可配置的信号处理模块IC2电路图，中央处理单元IC4采用低功耗单片机MSP430、数模转换电路IC5采用并行控制的高速低功耗数模转换芯片AD7813、时钟源电路9采用一个32768Hz晶振和一个8MHz晶振，JTAG配置电路8用于对IC4进行在线编程、在线调试。系统预留TXD和RXD端口，用于和GPRS数据远传模块IC3进行通信。

图6为GPRS数据远传模块IC3的电路图，包括GPRS控制器BENQ M22 GPRSModem、SIM卡卡座电路。

Claims (8)

1.一种无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：包括依次连接的脉冲时域物位测量模块IC1，信号处理模块IC2和GPRS数据远传模块IC3，所述信号处理模块IC2和GPRS数据远传模块IC3之间通过串行通信接口连接。

2.根据权利要求1所述的无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述信号处理模块IC2包括中央处理单元IC4，所述中央处理单元IC4分别连接有JTAG配置电路(8)和时钟源电路(9)；所述脉冲时域物位测量模块IC1与中央处理单元IC4之间连接有数模转换电路IC5；所述中央处理单元IC4通过串行通信接口与GPRS数据远传模块IC3连接。

3.根据权利要求1所述的无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述GPRS数据远传模块IC3包括依次连接的SIM卡电路(10)和GPRS控制器IC6，所述GPRS控制器IC6与通过串行通信接口与信号处理模块IC2连接。

4.根据权利要求1～3任一项所述无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述脉冲时域物位测量模块IC1包括时钟模块(1)、发射脉冲产生模块(2)、耦合网络(3)、导波缆(4)、采样脉冲产生模块(5)、采样保持电路模块(6)、滤波/放大电路模块(7)；所述时钟电路(1)通过发射脉冲产生模块(2)与耦合网络(3)、导波缆(4)依次连接；所述时钟电路(1)通过采样脉冲产生模块(5)与采样保持电路模块(6)、滤波/放大电路模块(7)、模拟输出端口依次连接；所述耦合网络(3)与采样保持电路模块(6)连接。

5.根据权利要求4所述无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述中央处理单元IC4为基于Flash架构的MSP430控制器。

6.根据权利要求5所述无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述数模转换电路IC5为数模转换芯片AD7813。

7.根据权利要求6所述无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述GPRS控制器IC6为GPRSModem。

8.根据权利要求7所述无线脉冲时域反射物位计，其特征在于：所述时钟源电路(9)包括32768Hz晶振和8MHz晶振。

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