CN202305833U - 一种危险液体探测电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种危险液体探测电路，包括：纳秒脉冲电路、脉冲混频电路、功率放大电路、UWB发射天线、UWB接收天线、信号处理电路及DDS同步时钟电路，所述DDS同步时钟电路经纳秒脉冲电路、脉冲混频电路与功率放大电路相连，所述功率放大电路与UWB发射天线相连，所述DDS同步时钟电路提供同步纳脉冲触发时钟给脉冲混频电路和纳秒脉冲产生电路，所述纳秒脉冲产生电路脉冲经功率放大电路通过UWB发射天线发射到液体瓶底，其反射的电磁波通过UWB接收天线接收后，经信号处理电路分析处理以识别危险液体与水。该电路具有抗干扰性能强，检测速度快，功耗低，符合FCC规定的UWB通信的频谱使用范围和功率限制，对外界无干扰以及绿色环保等优点。

Description

一种危险液体探测电路
技术领域
本实用新型涉及安全检测领域，尤其涉及一种危险液体探测电路。
背景技术
在地铁、图书馆和火车站等公共场所，需要对瓶装液体和容器内液体进行探测，以保证易燃易爆等危险液体被及时发现，以便安检人员及时采取必要的控制措施，保证人民的生命财产安全。
现有的对危险液体探测方法是采用X射线探测仪，但其设备庞大复杂，能耗高，有带辐射残留的可能，生产和使用方面不利于环保。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种危险液体探测电路，具有抗干扰性能强，检测速度快，功耗低等特点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种危险液体探测电路，包括：纳秒脉冲电路、脉冲混频电路、功率放大电路、UWB发射天线、UWB接收天线、信号处理电路及DDS同步时钟电路，所述DDS同步时钟电路经纳秒脉冲电路、脉冲混频电路与功率放大电路相连，所述功率放大电路与UWB发射天线相连，
所述DDS同步时钟电路提供同步纳脉冲触发时钟给脉冲混频电路和纳秒脉冲产生电路，所述纳秒脉冲产生电路脉冲经功率放大电路通过UWB发射天线发射到液体瓶底，其反射的电磁波通过UWB接收天线接收后，经信号处理电路分析处理以识别危险液体与水。
优选的，还包括混频解调电路，所述混频解调电路输出端与信号处理电路相连，所述混频解调电路第一输入端与脉冲混频电路相连，所述混频解调电路第二输入端与UWB接收天线相连。
优选的，所述UWB发射天线及UWB接收天线为领结形天线。
本实用新型实施例与现有技术相比，本实用新型电路基于UWB（超宽度）通信和介电谱分析原理，具有抗干扰性能强，检测速度快，功耗低，符合FCC（Federal Communications Commission，美国联邦通信委员会）规定的UWB通信的频谱使用范围和功率限制，对外界无干扰以及绿色环保等优点。
附图说明
图1是本实用新型危险液体探测电路原理框图；
图2是脉冲混频电路原理图；
图3是混频信号电路原理图；
图4是纳秒脉冲电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1所示，本实用新型危险液体探测电路包括：纳秒脉冲电路1、脉冲混频电路2、功率放大电路3、混频解调电路4、UWB发射天线5、UWB接收天线6、信号处理电路7及DDS同步时钟电路8，UWB发射天线5和UWB接收天线6为领结形天线，外径圆为液体瓶放置点，功率放大电路3通过UWB发射天线5发射到液体瓶底，不同介电液体对宽频带信号不同频率吸收和反射不同，反射的电磁波通过UWB接收天线6接收后，送到混频解调电路4处理。
DDS同步时钟电路8为脉冲混频电路2和纳秒脉冲产生电路1提供同步纳脉冲触发时钟，脉冲混频电路2和纳秒脉冲产生电路1的部分脉冲生成机制和带宽完全相同，同时DDS同步时钟电路8产生另外一路与触发时钟同相位的低频三角波与脉冲混频电路2的纳秒脉冲波进行混频，即加载到纳秒脉冲波上。接收天线接收到的信号是纳秒脉冲产生电路1脉冲经功率放大电路3发射到液体后反射的信号，这部分信号含有介电谱信息，信号带宽很大，不利于AD采样和后续分析处理，信号在混频解调电路4上与脉冲混频电路2上的调制脉冲再次进行混频，滤波后得到低频部分的介电谱，通过信号处理电路7对该信号进行分析和处理即可识别危险液体与水。
图2 为脉冲混频电路原理图，触发时钟CLK_OUT2 经过7Q5 与7Q4 射级缓冲输入到7Q6这样的共基放大结构，低频三角波由7CN4 输入到7Q6基级，是一个基级注入的三级管混频结构，低频三角波调制到CLK_OUT2，混频的信号由7Q6输出到雪崩三极管原理的ns脉冲生成模块，如图3所示，7CN3 输出的ns宽频脉冲包含了7CN4低频三角波的频谱信息，输出到混频解调电路4作为混频的本振部分。
纳秒脉冲电路1为单纯的ns宽频脉冲，经过功率放大电路3后发射到液体瓶，液体吸收部分频谱，反射部分由接收天线接收，如图4 所示，7CN4 输出信号与天线接收的信号在8D1和8D2 混频二极管进行混频，后续部分进行低通滤波和差分放大，最终解调出加载的低频三角波被瓶中液体吸收和反射的频谱。
 低频三角波的频率为100HZ，由50KHz方波多级分频经过DAC合成，因此起始相位相同，由50Khz 分频出50Hz方波做为微处理器AD采样起始标志，上升沿采样开始，下降沿采样结束，对数据进行FFT，可以得出相关频谱分布，这里以水的各频谱分布的比例作为判断标志，符合类似水的频谱比例的即可判断为水成分，不符合相关频谱比例的作为危险液体对待，并做出报警。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种危险液体探测电路，其特征在于，包括：纳秒脉冲电路、脉冲混频电路、功率放大电路、UWB发射天线、UWB接收天线、信号处理电路及DDS同步时钟电路，所述DDS同步时钟电路经纳秒脉冲电路、脉冲混频电路与功率放大电路相连，所述功率放大电路与UWB发射天线相连，
所述DDS同步时钟电路提供同步纳脉冲触发时钟给脉冲混频电路和纳秒脉冲产生电路，所述纳秒脉冲产生电路脉冲经功率放大电路通过UWB发射天线发射到液体瓶底，其反射的电磁波通过UWB接收天线接收后，经信号处理电路分析处理以识别危险液体与水。
2.如权利要求1所述的危险液体探测电路，其特征在于，还包括混频解调电路，所述混频解调电路输出端与信号处理电路相连，所述混频解调电路第一输入端与脉冲混频电路相连，所述混频解调电路第二输入端与UWB接收天线相连。
3.如权利要求2所述的危险液体探测电路，其特征在于，所述UWB发射天线及UWB接收天线为领结形天线。
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