一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置及方法，液位测量装置包含毫米波探测部分和高度压力传感部分，可以在液面上部一定距离放置，通过毫米波非接触方式测量液体距离发射天线的距离，进而计算液面的高度；而当特殊情况下液位上升淹没装置的时候，可以通过高度压力传感器测量此时转置在水中的深度；深度与测量的液位高度相加即得到当时的液位实际高度；本发明专利技术结合毫米波液位非接触测量和高度压力传感器的组合使用，实现了对液位的更高精度测量，避免了液体淹没测量装置带来的测量失效问题。带来的测量失效问题。带来的测量失效问题。

【技术实现步骤摘要】
一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及液位传感器
，特别涉及一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]液位测量是指实时监控待测液面，为监控人员提供信息，液面可以是河道水位、水库水位、海水水位、储水罐水位、储油罐液位、化学溶液液位等。应用场合从水涝监控到大型储油罐储量控制等，广泛应用于农业、环境、石油化工、冶金等行业，是安全检测的重要一环。目前常用的液位计有浮子式液位计、差压式液位计、电容式液位计、超声波液位计和雷达液位计等。
[0004]雷达液位计分为接触式和非接触式，非接触式即是借助电磁波技术进行非接触式液位测量的仪表，早期雷达采用微波频段，受限于波长，测量的精度不高，近年来随着毫米波技术的发展，雷达液位计开始采用毫米波波段。从信号方式上看又分为脉冲和连续波式，当前连续调频波(FMCW)信号方式是主要的信号模式。在这种信号调制模式下，带宽宽大、频率高、发射功率小优势，因此测试精度高，最高可以达到
±
0.7mm，而国内的产品最高普遍在
±
3mm。因此，毫米波FMCW雷达液位计是实现高精度液位测量的理想装置。
[0005]专利技术人发现，目前毫米波的液位计都是针对非接触性测量的，缺少对液位淹没仪器的预判和对后果解决方法。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置及方法，结合毫米波液位非接触测量和高度压力传感器的组合使用，实现对液位的更高精度测量，解决极端情况下的液位暴涨后的测量难题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置。
[0009]一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，包括：控制终端以及与控制终端通信的毫米波雷达和高度传感器，控制终端控制毫米波雷达和高度传感器的启闭，并根据毫米波雷达和/或高度传感器测量结果得到当前液位。
[0010]进一步的，毫米波雷达的射频单元包括微带天线和透镜，微带天线用于发射信号，透镜用于信号聚焦和准直。
[0011]更进一步的，透镜和微带天线之间留有预设空隙。
[0012]更进一步的，透镜为双曲面透镜。
[0013]更进一步的，所述透镜为特氟龙塑料材质。
[0014]进一步的，高度传感器设置在壳体内，比透镜低出预设距离，壳体的开窗作为高度传感器的液体进入窗口。
[0015]进一步的，所述高度传感器为高度压力传感器。
[0016]进一步的，所述控制终端通过5G通信模块与外置控制终端通信。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种利用融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置的测量方法，包括以下过程：
[0018]控制终端控制毫米波雷达开启，得到发射天线到液面的第一距离，根据第一距离与发射天线距离液体最底部的第二距离，得到当前第一液位；
[0019]当液面上升到距离毫米波雷达的透镜预设距离时，控制终端控制毫米波雷达停止工作；
[0020]控制终端控制高度传感器开启，根据高度传感器的数值得到当前液面到液位测量装置的第三距离，根据第一液位和第三距离，得到当前第二液位。
[0021]进一步的，当透镜距离液面第四距离厘米时，高度传感器开始进入液体中，并实时测试液位深度；
[0022]当前的液位深度数据被暂存在控制终端中，并保持预设时间间隔的刷新，此时毫米波测试的数据每间隔预设时间间隔变化的数据与高度压力传感器内间隔预设时间间隔变化的数据作对比，并计算差值；
[0023]根据液位上升的情况，判断在第四距离到第五距离之间高度刷新的次数，保存每次差值，并取第四距离到第五距离之间高度中多次测量的差值的平均值；
[0024]当第一液位小于或等于第五距离时，毫米波雷达停止工作，保存当前数据，高度压力传感器不断刷新测试数据；
[0025]把毫米波雷达的测量值加上高度传感器测量值，再加上平均值作为当前测试的最终液位值。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]1、本专利技术融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置及方法，结合毫米波液位非接触测量和高度压力传感器的组合使用，实现对液位的更高精度测量，避免了液体淹没测量装置带来的测量失效问题。
[0028]2、本专利技术根据液位上升的情况，判断在第四距离到第五距离之间高度刷新的次数，保存每次差值，并取第四距离到第五距离之间高度中多次测量的差值的平均值，在最终的液位中加入了平均值，有效的实现了两种测量方式的融合，极大的降低了测量误差。
[0029]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置示意图。
[0032]图2为本专利技术实施例提供的透镜设计示意图。
[0033]图3为本专利技术实施例提供的信号流转示意图。
[0034]1、控制终端；2、射频单元；3、微带天线；4、透镜；5、显示屏幕；6、5G通信模块；7、5G
天线；8、供电线缆；9、电池；10、高度传感器；11、警报器；12、外壳。
具体实施方式
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0038]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]实施例1：
[0040]本专利技术实施例1提供了一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，包括：控制终端1以及与控制终端通信的毫米波雷达和高度传感器10，控制终端1控制毫米波雷达和高度传感器的启闭，并根据毫米波雷达和/或高度传感器测量结果得到当前液位。
[0041]具体的，如图1所示，所述液位测量装置，包括：射频单元2、微带天线3、透镜4、显示屏幕5、5G通信模块6、5G天线7、供电线缆8、电池9、高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：包括：控制终端以及与控制终端通信的毫米波雷达和高度传感器，控制终端控制毫米波雷达和高度传感器的启闭，并根据毫米波雷达和/或高度传感器测量结果得到当前液位。2.如权利要求1所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：毫米波雷达的射频单元包括微带天线和透镜，微带天线用于发射信号，透镜用于信号聚焦和准直。3.如权利要求2所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：透镜和微带天线之间留有预设空隙。4.如权利要求2所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：透镜为双曲面透镜。5.如权利要求2所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：所述透镜为特氟龙塑料材质。6.如权利要求1所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：高度传感器设置在壳体内，比透镜低出预设距离，壳体的开窗作为高度传感器的液体进入窗口。7.如权利要求1所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：所述高度传感器为高度压力传感器。8.如权利要求1所述的融合毫米波雷达和高度传感器的液位测量装置，其特征在于：所述控制终端通过5G通信模块与外置控制终端通信。9.一种融合毫米波雷达和高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小忠，张献生，高文彦，李陈深，王欣，
申请(专利权)人：山东产研信息与人工智能融合研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：