用于导波雷达液位传输器的定时控制电路制造技术

在至少一个说明性实施例中，导波雷达(GWR)液位传输器可以包括：定时电路，包括第一振荡器电路和第二振荡器电路；重合电路，被配置为生成指示由第一振荡器电路和第二振荡器电路的第一频率和第二频率之间的差创建的相移的重合信号；以及微控制器，被配置为(i)基于振荡器信号中的至少一个信号以及重合信号来确定拉伸因子，(ii)当拉伸因子在第一范围之内时，使用拉伸因子来计算到介质表面的距离，以及(iii)当拉伸因子在第二范围之外时，调整第一振荡器电路和第二振荡器电路中的至少一个振荡器电路以调整第一频率与第二频率之间的差。差。差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于导波雷达液位传输器的定时控制电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请案要求于2019年4月1日申请的第16/371,126号美国专利申请的权益，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。


[0003]本公开总体上涉及导波雷达液位传输器，并且更具体地，涉及用于此类液位传输器的定时控制电路。

技术介绍

[0004]导波雷达液位传输器通常使用基于沿着波导探头以光速传输的子纳秒电脉冲的时域反射测量技术。当脉冲到达电介质间断(discontinuities)时，能量的一部分被反射回传输器并在接收器处被捕获，接收器计算罐或其他容器中的介质的渡越时间和对应的高度或距离。基于发送传输信号与接收反射信号之间的时间来计算液位测量。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个方面，导波雷达(GWR)液位传输器可以包括定时电路，该定时电路包括第一振荡器电路和第二振荡器电路。第一振荡器电路可以被配置为产生具有第一频率的第一信号，第一信号将沿着波导探头朝向介质表面传输，并且第二振荡器可以被配置为产生具有第二频率的第二信号。GWR液位传输器还可以包括重合电路，被配置为产生指示由第一频率和第二频率之间的差创建的相移的重合信号。GWR液位传输器还可以包括微控制器，该微控制器被配置为(i)基于第一信号和第二信号中的至少一个信号以及重合信号来确定拉伸因子，(ii)响应于确定拉伸因子在第一范围之内，使用拉伸因子来计算介质表面与波导探头的近端之间的距离，以及(iii)响应于确定拉伸因子在第二范围之外，调整第一振荡器电路和第二振荡器电路中的至少一个振荡器电路以调整第一频率和第二频率之间的差。
[0006]在一些实施例中，第一范围可以大于第二范围。
[0007]在一些实施例中，GWR液位传输器还可以包括混频和滤波电路，该混频和滤波电路被配置为通过将第二信号与响应于第一信号沿着波导探头被传输而从波导探头接收的反射信号混频来产生经时间变换的信号。微控制器可以被配置为通过将拉伸因子应用于时间变换信号来计算介质表面与波导探头的近端之间的距离。混频和滤波电路可以被配置为对第二信号与反射信号混频的产物进行带通滤波以产生经时间变换的信号。GWR液位传输器还可以包括模/数转换器，其被配置为将经时间变换的信号转换成数字信号以供呈现给微控制器。
[0008]在一些实施例中，确定拉伸因子可以包括确定在重合信号的一个周期期间由第一振荡器电路和第二振荡器电路中的一个振荡器电路产生的脉冲的数量。
[0009]在一些实施例中，GWR液位传输器还可以包括脉冲发生器电路，该脉冲发生器电路
被配置为选择性地将第一信号传输到波导探头。
[0010]在一些实施例中，微控制器还可以被配置为：当第一振荡器电路和第二振荡器电路中的仅一个振荡器电路的调整不足以使拉伸因子在第二范围内时，调整第一振荡器电路和第二振荡器电路两者。
[0011]在一些实施例中，GWR液位传输器还可以包括压控振荡器，压控振荡器能够由微控制器操作以响应于确定拉伸因数在第二范围之外而调整以下项中的至少一项：(i)第一振荡器电路，以改变第一频率及(ii)第二振荡器电路，以改变第二频率。
[0012]在一些实施例中，微控制器可以包括单个集成电路，该单个集成电路被配置成确定拉伸因子，确定拉伸因子是否在第一范围和第二范围内，计算介质表面和波导探头的近端之间的距离，并且调整第一振荡器电路和第二振荡器电路中的至少一项以调整第一频率与第二频率之间的差。
[0013]根据本公开的另一方面，一种方法可以包括：产生具有第一频率的第一振荡器信号；产生具有第二频率的第二振荡器信号；比较第一振荡器信号和第二振荡器信号以产生指示由第一频率与第二频率之间的差创建的相移的重合信号；沿着波导探头朝向介质表面传输第一振荡器信号；响应于第一振荡器信号沿波导探头传输，从波导探头接收反射信号；基于第一振荡器信号和第二振荡器信号中的至少一个振荡器信号以及重合信号来确定拉伸因子；当拉伸因子在第一范围之内时，使用拉伸因子来计算介质表面与波导探头的近端之间的距离；以及当拉伸因子在第二范围之外时，利用处理器调整第一振荡器信号和第二振荡器信号中的至少一个振荡器信号，以调整第一频率和第二频率之间的差。这些步骤中的任一个或全部可以由处理器或微控制器执行。
[0014]在一些实施例中，第一范围可以大于第二范围。
[0015]在一些实施例中，该方法还可以包括：将反射信号与第二振荡器信号混频以产生经时间变换的信号。计算介质表面与波导探头的近端之间的距离可以包括：将拉伸因子应用于时间变换信号。将反射信号与第二振荡器信号混频的产物可以进行带通滤波以产生经时间变换的信号。所述方法还可以包括将所述经时间变换的信号转换成数字信号以供呈现给所述处理器。
[0016]在一些实施例中，确定拉伸因子可以包括：在重合信号的一个周期期间确定第一振荡器信号和第二振荡器信号中的一个振荡器信号中的脉冲的数量。
[0017]在一些实施例中，沿着波导探头传输第一振荡器信号可以包括：激活脉冲发生器电路。
[0018]在一些实施例中，该方法可以包括当第一振荡器信号和第二振荡器信号中的仅一个振荡器信号的调整不足以使拉伸因子在第二范围内时，调整第一振荡器信号和第二振荡器信号两者。
[0019]在一些实施例中，调整第一振荡器信号以及第二振荡器信号中的至少一项以调整第一频率和第二频率之间的差可以包括：使用压控振荡器来调整第一振荡器信号的第一频率。
[0020]在一些实施例中，调整第一振荡器信号以及第二振荡器信号中的至少一项以调整第一频率与第二频率之间的差包括：使用压控振荡器来调整第二振荡器信号的第二频率。
[0021]通过以下对说明性实施例的描述，本公开的这些和其它特征将变得更加显而易
见。
附图说明
[0022]在附图中通过示例而非限制的方式示出了本公开中描述的概念。为了说明的简单和清楚，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，在认为适当的情况下，在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。详细描述具体地参考附图，在附图中：
[0023]图1是包括定时电路的导波雷达(GWR)液位传输器的至少一个实施例的简化框图；
[0024]图2是图1的GWR液位传输器的至少一个实施例的简化信号流程图；
[0025]图3是控制图1和图2的GWR液位传输器的定时电路的方法的至少一个实施例的简化信号流程图；以及
[0026]图4是利用图1和图2的GWR液位传输器执行液位测量的方法的至少一个实施例的简化信号流程图。
具体实施方式
[0027]虽然本公开的概念易于进行各种修改和备选形式，但是其特定实施例已在附图中以举例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，不存在将本公开的概念限于所公开的特定形式的意图，而是相反，意图是覆盖与本公开和所附权利要求一致的所有修改、等同物和备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导波雷达(GWR)液位传输器，包括：定时电路，包括第一振荡器电路和第二振荡器电路，其中所述第一振荡器电路被配置为产生具有第一频率的第一信号，所述第一信号将沿着波导探头朝向介质表面传输，并且其中所述第二振荡器被配置为产生具有第二频率的第二信号；重合电路，被配置为产生指示由所述第一频率与所述第二频率之间的差创建的相移的重合信号；以及微控制器，被配置为：基于所述第一信号和所述第二信号中的至少一个信号以及所述重合信号来确定拉伸因子；响应于确定所述拉伸因子在第一范围之内，使用所述拉伸因子来计算在所述介质表面与所述波导探头的近端之间的距离；以及响应于确定所述拉伸因子在第二范围之外，调整所述第一振荡器电路和所述第二振荡器电路中的至少一个振荡器电路，以调整所述第一频率与所述第二频率之间的差。2.根据权利要求1所述的GWR液位传输器，其中所述第一范围大于所述第二范围。3.根据前述权利要求中任一项所述的GWR液位传输器，还包括混频和滤波电路，所述混频和滤波电路被配置为通过将所述第二信号与响应于所述第一信号沿着所述波导探头被传输而从所述波导探头接收的反射信号混频，来产生经时间变换的信号，其中所述微控制器被配置为通过将所述拉伸因子应用于所述经时间变换的信号，来计算所述介质表面与所述波导探头的所述近端之间的所述距离。4.根据权利要求3所述的GWR液位传输器，其中所述混频和滤波电路被配置为对所述第二信号与所述反射信号混频的产物进行带通滤波，以产生所述经时间变换的信号。5.根据权利要求3或权利要求4所述的GWR液位传输器，还包括模数转换器，所述模数转换器被配置为将所述经时间变换的信号转换成数字信号，以供呈现给所述微控制器。6.根据前述权利要求中任一项所述的GWR液位传输器，其中确定所述拉伸因子包括：确定在所述重合信号的一个周期期间由所述第一振荡器电路和所述第二振荡器电路中的一个振荡器电路产生的脉冲的数量。7.根据前述权利要求中任一项所述的GWR液位传输器，还包括脉冲发生器电路，所述脉冲发生器电路被配置为选择性地将所述第一信号传输到所述波导探头。8.根据前述权利要求中任一项所述的GWR液位传输器，其中所述微控制器被配置为：当所述第一振荡器电路和所述第二振荡器电路中的仅一个振荡器电路的调整不足以使所述拉伸因子在所述第二范围内时，调整所述第一振荡器电路和所述第二振荡器电路两者。9.根据前述权利要求中任一项所述的GWR液位传输器，还包括压控振荡器，所述压控振荡器能够由所述微控制器操作以响应于确定所述拉伸因子在所述第二范围之外而调整以下项中的至少一项：(i)所述第一振荡器电路，以改变所述第一频率，以及(ii)所述第二振荡器电路，以改变所述第二频率。10.根据前述权利要求中任一项所述的GWR液位传输器，其中所述微控制器包括单个集成电路，所述单个集成电路被配置成确定所述拉伸因子，确定所述拉伸因子是否在所述第一范围和所述第二范围内，计算所述介质表...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊范，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：