一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计制造技术

本申请属于雷达测距技术领域，具体涉及一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计，包括壳体以及设在壳体内的：导波管型天线；温度变送器，与导波管型天线平行且固定连接；收发单元，用于通过环形器与导波管型天线连接，以收发无线电波信号；处理单元，用于处理得到雷达液位数据以及温度数据；电源模块，为温度变送器、收发单元以及处理单元供电；显示模块，用于对雷达液位数据以及温度数据进行显示。本申请的集成温度变送器的导波管型雷达液位计，既可以保证液位测量精度，去除油罐障碍物，同时兼顾测量温度的功能，具有两者兼顾，免去油罐开孔，集成度高、成本低、可靠性高的的优点。

A Guided Wave Tube Radar Level Meter with Integrated Temperature Transmitter

【技术实现步骤摘要】
一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计
本申请属于雷达测距
，特别涉及一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计。
技术介绍
雷达液位计，是物联网示范工程之一，该项目主要任务是：通过对部队油料油库信息的智能感知、互连互通和信息综合，实现部队油库智能化管理，有效提高部队的综合保障水平。油库储油罐感知层由温度、压力、流量、液位等信息传感器组成，雷达液位计是储油罐油量的非接触式测量装置，采用发射—反射—接收的工作模式探测液位高度，具有安全可靠、精度高、寿命长、适应各种工作环境的特点，广泛应用于石化、仓储行业，是储油罐的核心传感器。雷达液位计采用线性调频连续波(FMCW)雷达体制，通过对发射信号和回波信号相参接收，形成与距离成比例关系的差频信号，采用信号处理和高精度频谱估计等技术手段来实现液位的高精度测量；通过现场总线实现与上位机的交联和系统集成。现在的雷达液位计，多为喇叭形雷达液位计，非接触测量，当下面有多重干扰或者障碍物时候，使得雷达液位计容易误判，精度也往往影响也较大，此外喇叭形天线的雷达液位计也很难测量油罐油水分离区域，而导波管型雷达液位计能够满足这些需求，导波管型雷达液位计由于电磁波在管子里传输，可以有效地去除障碍物的影响，并能测量油罐罐底的水含量(即油水分离层)，对于低介电常数的轻质油(如汽油)也能有效测量，也会规避油蒸汽对雷达液位计的影响。为此，需要一种新型的雷达液位计，以克服上述缺陷。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计。本申请公开了一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计，包括：壳体；导波管型天线，所述导波管型天线设置在所述壳体的底部；温度变送器，所述温度变送器设置在所述壳体的底部，与所述导波管型天线平行且固定连接；收发单元，所述收发单元设置在所述壳体内部，用于通过环形器与所述导波管型天线连接，以收发无线电波信号；处理单元，所述处理单元设置在所述壳体内部，用于根据所述收发单元传输的回波信号解析得到雷达液位数据，还用于所述温度变送器传输的温度信号解析得到温度数据；电源模块，所述电源模块为所述温度变送器、收发单元以及处理单元供电；显示模块，所述显示模块与所述处理单元连接，用于对所述雷达液位数据以及温度数据进行显示。根据本申请的至少一个实施方式，所述导波管型天线为收发共用型天线，且在所述导波管型天线的导波管管壁上沿轴向开孔。根据本申请的至少一个实施方式，所述导波管型天线的底部设置金属反射板，在所述金属反射板上电场为零的位置处设置有通孔。根据本申请的至少一个实施方式，所述金属反射板的底部设置重锤。根据本申请的至少一个实施方式，所述导波管型天线的带宽为2GHz。根据本申请的至少一个实施方式，所述导波管型天线的波段为K波段，频率为24～26GHz。根据本申请的至少一个实施方式，所述收发单元中通过数字直接频率合成技术产生调频连续波信号。根据本申请的至少一个实施方式，所述的集成温度变送器的导波管型雷达液位计，还包括：安装座，所述安装座用于将所述导波管型雷达液位计固定安装在待测储液罐顶部的测量孔位置处，其中，所述导波管型天线穿过所述安装座伸入到所述待测储液罐内。根据本申请的至少一个实施方式，所述处理单元包括：FFT检测模块，用于对接收到的回波信号进行FFT检测；频谱估计模块，用于通过M-Rife算法对所述FFT检测模块数据检测过后的回波信号进行频谱分析。根据本申请的至少一个实施方式，所述显示模块包括：第一显示模块，所述第一显示模块固定设置在所述壳体上，用于对所述雷达液位数据以及温度数据进行显示；和/或第二显示模块，所述第二显示模块设置在所述待测储液罐底部，通过导线与所述处理单元连接，用于对所述雷达液位数据以及温度数据进行显示。本申请至少存在以下有益技术效果：本申请的集成温度变送器的导波管型雷达液位计，既可以保证液位测量精度，去除油罐障碍物，同时兼顾测量温度的功能，具有两者兼顾，免去油罐开孔，集成度高、成本低、可靠性高的的优点。附图说明图1是本申请集成温度变送器的导波管型雷达液位计的结构示意图；图2是本申请集成温度变送器的导波管型雷达液位计的运用示意图；图3是本申请给出的是本安型雷达液位计应用场景及配置图；图4是本申请给出的是隔爆型雷达液位计应用场景及配置图；图5是本申请集成温度变送器的导波管型雷达液位计中的温度变送器原理框图。具体实施方式为使本申请实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。下面结合附图1-图5对本申请的集成温度变送器的导波管型雷达液位计进一步详细说明。本申请公开了一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计，采用线性调频连续波(FMCW)雷达体制，该雷达液位计为油库储油罐感知层最重要的传感器，在上位机控制下，液位计通过发射电磁波并对回波信号进行接收处理获得油料液位数据，通过现场总线把液位数据传输给上位机进行信息综合处理。具体地，如图1-图3所示，本申请的集成温度变送器的导波管型雷达液位计可以包括壳体1、导波管型天线2、温度变送器3、收发单元、处理单元、电源模块以及显示模块等装置。其中，壳体1可以根据需要设置成多种适合的形状。导波管型天线2固定设置在壳体1的底部。考虑到该导波管天线主要用于浮顶储油罐内，罐内液面可能出现搅动。因此采用导波管天线安装导波管的形式，以消除液面搅动对测距精度的影响，这时的导波管天线中电磁波信号不再是辐射传播，而只是一个信号通道中的能量传播，且将此时的导波管天线称之为圆锥导波管形过渡段；通常圆锥导波管形过渡段采用主模传播模式。具体地，导波管天线主要由带状线环行器、同轴电缆、矩形波导、矩TE10-圆TE01模式转换结构、隔离轴、圆锥喇叭形过渡段以及管壁开孔的导波管级联组成。更具体地，导波管型天线2为收/发共用型天线，导波管型天线2采用圆锥导波管，且在导波管管壁上沿轴向开孔，从而解决浮顶罐内储液搅动造成的问题。当发射信号时，电磁波信号经由环形器的发射端至同轴电缆、矩形波导、矩TE10-圆TE01模式转换结构、隔离轴、圆锥喇叭形过渡段及导波管向前方传播；液面反射回来的电磁波信号经由导波管、圆锥喇叭形过渡段、隔离轴、矩TE10-圆TE01模式转换结构、同轴电缆至带状线环行器的接收端。矩TE10-圆TE01模式转换结构则是将矩形波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计，其特征在于，包括：壳体(1)；导波管型天线(2)，所述导波管型天线(2)设置在所述壳体(1)的底部；温度变送器(3)，所述温度变送器设置在所述壳体(1)的底部，与所述导波管型天线(2)平行且固定连接；收发单元，所述收发单元设置在所述壳体(1)内部，用于通过环形器与所述导波管型天线(2)连接，以收发无线电波信号；处理单元，所述处理单元设置在所述壳体(1)内部，用于根据所述收发单元传输的回波信号解析得到雷达液位数据，还用于所述温度变送器(3)传输的温度信号解析得到温度数据；电源模块，所述电源模块为所述温度变送器(3)、收发单元以及处理单元供电；显示模块，所述显示模块与所述处理单元连接，用于对所述雷达液位数据以及温度数据进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种集成温度变送器的导波管型雷达液位计，其特征在于，包括：壳体(1)；导波管型天线(2)，所述导波管型天线(2)设置在所述壳体(1)的底部；温度变送器(3)，所述温度变送器设置在所述壳体(1)的底部，与所述导波管型天线(2)平行且固定连接；收发单元，所述收发单元设置在所述壳体(1)内部，用于通过环形器与所述导波管型天线(2)连接，以收发无线电波信号；处理单元，所述处理单元设置在所述壳体(1)内部，用于根据所述收发单元传输的回波信号解析得到雷达液位数据，还用于所述温度变送器(3)传输的温度信号解析得到温度数据；电源模块，所述电源模块为所述温度变送器(3)、收发单元以及处理单元供电；显示模块，所述显示模块与所述处理单元连接，用于对所述雷达液位数据以及温度数据进行显示。2.根据权利要求1所述的集成温度变送器的导波管型雷达液位计，其特征在于，所述导波管型天线(2)为收发共用型天线，且在所述导波管型天线(2)的导波管管壁上沿轴向开孔。3.根据权利要求2所述的集成温度变送器的导波管型雷达液位计，其特征在于，所述导波管型天线(2)的底部设置金属反射板，在所述金属反射板上电场为零的位置处设置有通孔。4.根据权利要求3所述的集成温度变送器的导波管型雷达液位计，其特征在于，所述金属反射板的底部设置重锤。5.根据权利要求1所述的集成温度变送器的导波管型雷达液...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢金华，王福友，沈荣，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32