一种雷达物位测量系统技术方案

本文公开了一种雷达物位测量系统，包括：供电模块和负载电路；供电模块用于将直流电源的电能通过储能和降压转换为设定的电压并为负载电路供电；雷达射频信号处理模块用于发射并接收雷达射频信号，将接收到的雷达射频信号转换为雷达数字信号输出至控制及信号处理模块；开关模块用于导通时接通雷达射频信号处理模块的供电端，断开时断开雷达射频信号处理模块的供电端；控制及信号处理模块用于控制开关模块的导通和断开使所述雷达射频信号处理模块间歇上电，在接收到雷达数字信号后进行数据处理得到测量结果，控制供电模块改变直流电源的输出电流，所述输出电流表示测量结果的数值。本文的方案能够满足两线制雷达物位测量系统的功耗要求。

A radar level measurement system

【技术实现步骤摘要】
一种雷达物位测量系统
本技术涉及物位测量
，尤其涉及的是一种雷达物位测量系统。
技术介绍
雷达物位计是物位测量领域一种常用的计量仪器，具有测量精准、性能稳定、可靠性高、维护简便、适用范围广等优点。雷达物位计可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量。随着雷达物位计向着智能化、小型化的发展，现在的雷达物位计通常采用单芯片雷达传感器进行测量。两线制接口是一种工业仪表的常用接口，通过将供电线与信号线合二为一，大大节省了施工和线缆成本，给现场施工和后期维护带来了极大的便利。采用两线制接口供电的设备，为了使设备能够在最小传输电流供电情况下依然正常工作，对设备的低功耗提出了更高的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种雷达物位测量系统，能够满足两线制雷达物位测量系统的功耗要求。本技术实施例提供一种雷达物位测量系统，包括：供电模块和负载电路；所述负载电路包括：开关模块，雷达射频信号处理模块，控制及信号处理模块；所述供电模块，用于将直流电源的电能通过储能和降压转换为设定的电压并为负载电路供电；雷达射频信号处理模块，用于发射并接收雷达射频信号，将接收到的雷达射频信号转换为雷达数字信号输出至控制及信号处理模块；开关模块，用于导通时接通雷达射频信号处理模块的供电端，断开时断开雷达射频信号处理模块的供电端；控制及信号处理模块，用于控制开关模块的导通和断开使所述雷达射频信号处理模块间歇上电；在接收到雷达数字信号后，对所述雷达数字信号进行数据处理得到测量结果，控制供电模块改变直流电源的输出电流，所述输出电流的大小表示所述测量结果的数值。在示例性实施例中，控制及信号处理模块，用于在接收完毕雷达射频信号处理模块发送的雷达数字信号后，控制开关模块断开使所述雷达射频信号处理模块断电。在示例性实施例中，控制及信号处理模块，用于定时控制开关模块导通使所述雷达射频信号处理模块周期性上电。在示例性实施例中，所述控制及信号处理模块，包括：主控芯片和数字信号处理DSP芯片；所述主控芯片，用于接收所述DSP芯片发送的测量结果，控制供电模块改变直流电源的输出电流，所述输出电流的大小表示所述测量结果的数值；所述DSP芯片，用于控制开关模块导通使所述雷达射频信号处理模块上电；在接收完毕雷达射频信号处理模块发送的雷达数字信号后，控制开关模块断开使所述雷达射频信号处理模块断电；对所述雷达数字信号进行数据处理得到测量结果，将所述测量结果发送至所述主控芯片。在示例性实施例中，所述DSP芯片，还用于在将所述测量结果发送至所述主控芯片后，进入休眠模式或低功耗模式。在示例性实施例中，所述DSP芯片，还用于接收到主控芯片的唤醒信号后退出休眠模式或低功耗模式；在退出休眠模式或低功耗模式后，控制开关模块导通使所述雷达射频信号处理模块上电；所述主控芯片，还用于定时向所述DSP芯片发送唤醒信号。在示例性实施例中，所述供电模块包括：电流控制单元、储能单元、电流泄放单元和降压单元；储能单元包括储能元件；电流控制单元的输入端连接直流电源，输出端连接储能单元，用于在控制及信号处理模块的控制下改变直流电源的输出电流；储能单元的输入端连接电流控制单元，输出端连接降压单元，用于通过储能元件储存直流电源的电能；电流泄放单元连接储能单元，用于当储能元件两端的电压超过阈值时进行电流泄放；降压单元的输入端连接储能单元，输出端连接负载电路，用于将储能单元输出的电压降低为多路电源电压，输出至负载电路。在示例性实施例中，所述电流控制单元包括：第一运算放大器U1，第二运算放大器U2，电阻R1，R2，R3，R4，R5，开关管Q1和Q2；所述雷达物位测量系统还包括：数模转换器DAC100；所述DAC100与所述控制及信号处理模块连接或内置在所述控制及信号处理模块内，用于将测量结果转换为控制电流信号的电压信号；所述第一运算放大器U1的反相输入端分别连接电阻R2的第一端和开关管Q1的第一端，电阻R2的第二端连接所述直流电源的正极，所述直流电源的负极接地；所述第一运算放大器U1的同相输入端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端分别连接电阻R1的第二端和开关管Q2的第一端；电阻R1的第一端连接所述直流电源的正极；所述第一运算放大器U1的输出端连接开关管Q1的第二端；所述第二运算放大器U2的同相输入端连接DAC100的输出端；所述第二运算放大器U2的反相输入端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端分别连接开关管Q1的第三端和电阻R5的第一端；电阻R5的第二端接地；所述第二运算放大器U2的输出端连接开关管Q2的第二端；所述开关管Q2的第三端作为所述电流控制单元101的输出端。在示例性实施例中，所述电流泄放单元包括：运算放大器U3，三极管J1，电阻R6，R7，R8，R9，和稳压管Z1；所述运算放大器U3的反相端连接电阻R6的第一端和电阻R7的第一端，所述电阻R6的第二端连接电容C1的第一端，所述电容C1的第二端接地，所述电阻R7的第二端接地；所述电容C1是储能元件；所述运算放大器U3的同相端连接参考电压Vref；所述运算放大器U3的输出端连接晶体管J1的基极，所述晶体管J1的集电极连接电阻R9的第一端，所述电阻R9的第二端连接电容C1的第一端；所述晶体管J1的发射极接地。在示例性实施例中，所述雷达射频信号处理模块是雷达传感器芯片。与相关技术相比，本技术实施例提供的雷达物位测量系统，通过间歇为雷达射频信号处理模块供电能够减少雷达射频信号处理模块的耗电量，从而满足两线制雷达物位测量系统的功耗要求。在一些实施方式中，控制及信号处理模块控制雷达射频信号处理模块周期性上电，控制及信号处理模块在接收到雷达射频信号处理模块输出的雷达数字信号后，第一时间控制雷达射频信号处理模块断电，最大限度缩短了雷达射频信号处理模块的上电时间，进一步降低了整个雷达物位测量系统的功耗。由控制及信号处理模块承担雷达数字信号处理功能，可以通过使负责雷达数据处理的DSP芯片在不处理雷达数字信号时进入休眠或低功耗状态，从而进一步降低整个物位测量系统的功耗。附图说明图1为本专利技术实施例中一种雷达物位测量系统的示意图；图2-a为本专利技术实施例中一种控制及信号处理模块的示意图；图2-b为本专利技术实施例中另一种控制及信号处理模块的示意图；图3为本专利技术实施例中一种供电模块的示意图；图4-a为本专利技术实施例中一种电流控制单元的示意图；图4-b为本专利技术实施例中一种电流泄放单元的示意图；图5为本专利技术实施例中一种雷达物位测量系统(带显示操作模块)的示意图；图6为本专利技术示例1的雷达物位测量系统示意图；图7为本专利技术示例1中单芯片雷达传感器的示意图。附图标记1供电模块；2负载电路；20开关模块；30雷达射频信号处理模块；40控制及信号处理模块；50显示及操作模块；101电流控制单元；102储能单元；103电流泄放单元；104降压单元；401主控芯片；402DSP芯片；100数模转换器DAC。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本申请说明书以及权利要求书本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达物位测量系统，其特征在于，包括：供电模块和负载电路；所述负载电路包括：开关模块，雷达射频信号处理模块，控制及信号处理模块；所述供电模块，用于将直流电源的电能通过储能和降压转换为设定的电压并为负载电路供电；雷达射频信号处理模块，用于发射并接收雷达射频信号，将接收到的雷达射频信号转换为雷达数字信号输出至控制及信号处理模块；开关模块，用于导通时接通雷达射频信号处理模块的供电端，断开时断开雷达射频信号处理模块的供电端；控制及信号处理模块，用于控制开关模块的导通和断开使所述雷达射频信号处理模块间歇上电；在接收到雷达数字信号后，对所述雷达数字信号进行数据处理得到测量结果，控制供电模块改变直流电源的输出电流，所述输出电流的大小表示所述测量结果的数值。

【技术特征摘要】
1.一种雷达物位测量系统，其特征在于，包括：供电模块和负载电路；所述负载电路包括：开关模块，雷达射频信号处理模块，控制及信号处理模块；所述供电模块，用于将直流电源的电能通过储能和降压转换为设定的电压并为负载电路供电；雷达射频信号处理模块，用于发射并接收雷达射频信号，将接收到的雷达射频信号转换为雷达数字信号输出至控制及信号处理模块；开关模块，用于导通时接通雷达射频信号处理模块的供电端，断开时断开雷达射频信号处理模块的供电端；控制及信号处理模块，用于控制开关模块的导通和断开使所述雷达射频信号处理模块间歇上电；在接收到雷达数字信号后，对所述雷达数字信号进行数据处理得到测量结果，控制供电模块改变直流电源的输出电流，所述输出电流的大小表示所述测量结果的数值。2.如权利要求1所述的雷达物位测量系统，其特征在于：控制及信号处理模块，用于在接收完毕雷达射频信号处理模块发送的雷达数字信号后，控制开关模块断开使所述雷达射频信号处理模块断电。3.如权利要求2所述的雷达物位测量系统，其特征在于：控制及信号处理模块，用于定时控制开关模块导通使所述雷达射频信号处理模块周期性上电。4.如权利要求1-3中任一项所述的雷达物位测量系统，其特征在于：所述控制及信号处理模块，包括：主控芯片和数字信号处理DSP芯片；所述主控芯片，用于接收所述DSP芯片发送的测量结果，控制供电模块改变直流电源的输出电流，所述输出电流的大小表示所述测量结果的数值；所述DSP芯片，用于控制开关模块导通使所述雷达射频信号处理模块上电；在接收完毕雷达射频信号处理模块发送的雷达数字信号后，控制开关模块断开使所述雷达射频信号处理模块断电；对所述雷达数字信号进行数据处理得到测量结果，将所述测量结果发送至所述主控芯片。5.如权利要求4所述的雷达物位测量系统，其特征在于：所述DSP芯片，还用于在将所述测量结果发送至所述主控芯片后，进入休眠模式或低功耗模式。6.如权利要求5所述的雷达物位测量系统，其特征在于：所述DSP芯片，还用于接收到主控芯片的唤醒信号后退出休眠模式或低功耗模式；在退出休眠模式或低功耗模式后，控制开关模块导通使所述雷达射频信号处理模块上电；所述主控芯片，还用于定时向所述DSP芯片发送唤醒信号。7.如权利要求1所述的雷达物位测量系统，其特征在于：所述供电模块包括：电流控制单元、储能单元、电流泄放单元和降压单元；储能单元包括储能元件；电流控制单元的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雷，
申请(专利权)人：北京古大仪表有限公司，周雷，
类型：新型
国别省市：北京,11