本公开提供了液体分界面位置微波测量装置，用于测量液体分界面的位置，液体分界面形成在第一液体层与第二液体层之间，微波测量装置包括：下沉微波测量单元，置于第一液体层中，用于将初始微波测量信号传递至探测器；探测器，浸入在第一液体层以及第二液体层中，使初始微波测量信号沿探测器传递，在第一液体层与第二液体层的分界面处和/或反射结构处进行信号反射产生回波信号，基于发射的初始信号和接收回波信号的时间差，确定液体分界面的位置测量值、反射结构的位置测量值。本公开通过将下沉微波测量单元设置在第一液体层中使信号在液体中传输的路径较短，改善液体介质改变引起的测量误差。的测量误差。的测量误差。
【技术实现步骤摘要】
液体分界面位置微波测量装置
[0001]本公开涉及雷达
，本公开尤其涉及一种液体分界面位置微波测量装置。
技术介绍
[0002]工业领域很多工况需要对容器内分界面进行测量，例如，传统的石油罐区，其上层分布为油层，而油层的下方都会存在一定厚度的水层。
[0003]目前已经有许多技术可以精确测量油层的液位，但油层下方的水层厚度，即测量水层与油层的分界面位置，目前缺少高精度的测量手段，如果油层下方的水层厚度测量不够精确，那么上层油层的液位测量就失去了意义。
[0004]传统测量油水分界面位置的方法有采用电容或者射频导纳原理，二者的测量原理均是检测电容量的改变，由于石油的介电常数受含水量、温度、油品的影响是变化的，而采用电容检测原理的仪表，其测量结果受石油介电常数的影响较大。
[0005]因此，利用电容或者射频导纳原理的仪表很难实现油水分界面位置的精确测量，且传统的导波雷达方法对于大量程的储油罐，测量时信号穿透很厚的石油测量油水界面时，往往采集接收到的回波信号较弱，较难实现稳定、精确的测量。
技术实现思路
[0006]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供一种液体分界面位置微波测量装置。
[0007]根据本公开的一个方面，提供一种液体分界面位置微波测量装置，用于测量液体分界面的位置，所述液体分界面位置微波测量装置能够被安装至容器，所述液体分界面形成在第一液体层与第二液体层之间，所述液体分界面位置微波测量装置包括：
[0008]下沉微波测量单元，所述下沉微波测量单元能够置于第一液体层中，用于将初始微波测量信号传递至探测器；
[0009]探测器，所述探测器浸入在第一液体层以及第二液体层中，使所述初始微波测量信号沿探测器传递，在第一液体层与第二液体层的分界面处和/或反射结构处进行信号反射产生回波信号。
[0010]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，还包括高频电路信号处理模块以及表头，所述高频电路信号处理模块设置于所述下沉微波测量单元中或所述表头中，用于产生初始信号以及接收回波信息，其中，所述表头不与液体层接触，所述下沉微波测量单元与所述表头通过连接通路段进行连接。
[0011]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述下沉微波测量单元包括：
[0012]信号采集与处理模块，所述信号采集与处理模块连接所述高频电路信号处理模块，用于对所述初始信号进行处理传输、对回波信号进行采集处理成回波信息并传输至所述高频电路信号处理模块；
[0013]信号转换器，所述信号转换器连接所述信号采集与处理模块，接收所述信号采集与处理模块传输的初始信号并转换成初始微波测量信号，经由所述探测器传输以及接收并转换所述探测器传输的回波信号并传递至信号所述采集与处理模块；
[0014]其中，所述高频电路信号处理模块基于发射的初始信号和接收的回波信息中的回波信号的时间差，得到回波信号位置的测量值，从而确定所述液体分界面的位置测量值和/或反射结构处的位置测量值。
[0015]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述高频电路信号处理模块包括混频器、耦合器电路及信号放大电路。
[0016]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述探测器包括能够传递微波信号的机械结构。
[0017]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述探测器的结构类型包括单杆结构、单缆结构、多杆结构或同轴结构。
[0018]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述多杆结构包括测量探杆和接地杆，所述接地杆与所述测量探杆平行设置，所述接地杆的数量至少为一个。
[0019]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述同轴结构由中心探测杆和外筒构成。
[0020]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述探测器的底端设置有重锤，用于防止所述液体分界面位置微波测量装置进入所述液体层后，由于浮力原因向上漂浮影响测量。
[0021]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述探测器上设置有一个以上的回波反射结构，所述回波反射结构用于产生参考回波信号。
[0022]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述回波反射结构至少包括所述探测器与所述信号转换器连接处形成的反射结构、通过改变测量探杆的直径形成的反射结构、在测量探杆上设置的分支结构或在接地杆上安装的反射部件。
[0023]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，还包括：
[0024]温度检测处理模块，所述温度检测处理模块设置于液体分界面位置微波测量装置的表头中，用于接收温度测量传感器传输的温度信息；
[0025]温度测量传感器，所述温度测量传感器的数量至少为一个，设置于所述连接通路段的密封层内部，用于获取温度测量传感器所在位置的温度信息并将温度信息传输至温度检测处理模块。
[0026]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述温度检测处理模块包括检测电路或MCU。
[0027]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述温度测量传感器包括电阻式温度传感器或数字温度传感器。
[0028]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，还包括：
[0029]电源模块，所述电源模块用于接收外部的供电后为表头中各部件进行供电，以及通过所述连接通路段对下沉微波测量单元下沉微波测量单元下沉微波测量单元进行供电；
[0030]通讯模块，所述通讯模块用于对内通讯和对外通讯，所述对内通讯指液体分界面
位置微波测量装置内部的数据通讯，所述对外通讯指液体分界面位置微波测量装置与外部设备之间的数据通讯；
[0031]显示模块，所述显示模块用于显示包括高频电路信号处理模块处理后的数据及温度检测处理模块传输的数据；
[0032]其中，所述电源模块、通讯模块和显示模块设置于液体分界面位置微波测量装置的所述表头中。
[0033]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述通讯模块采用的通讯方式包括有线通讯或无线通信，所述有线通讯包括RS485、网口或光纤式，所述无线通讯为蓝牙、4G/5G、LORA、ZigBee或NB
‑
IoT。
[0034]根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述下沉微波测量单元的外部设置有一个密封壳体，所述密封壳体采用耐温耐腐蚀材质或涂敷防腐涂层的耐温材料。
附图说明
[0035]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0036]图1是根据本公开的一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，用于测量液体分界面的位置，所述液体分界面形成在第一液体层与第二液体层之间，所述液体分界面位置微波测量装置包括：下沉微波测量单元，所述下沉微波测量单元能够置于第一液体层中，用于将初始微波测量信号传递至探测器；以及探测器，所述探测器浸入在第一液体层以及第二液体层中，使所述初始微波测量信号沿探测器传递，在第一液体层与第二液体层的分界面处和/或反射结构处进行信号反射产生回波信号。2.根据权利要求1所述的液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，还包括高频电路信号处理模块以及表头，所述高频电路信号处理模块设置于所述下沉微波测量单元中或所述表头中，用于产生初始信号以及接收回波信息，其中，所述表头不与液体层接触，所述下沉微波测量单元与所述表头通过连接通路段进行连接。3.根据权利要求2所述的液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，所述下沉微波测量单元包括：信号采集与处理模块，所述信号采集与处理模块连接所述高频电路信号处理模块，用于对所述初始信号进行处理传输、对回波信号进行采集处理成回波信息并传输至所述高频电路信号处理模块；信号转换器，所述信号转换器连接所述信号采集与处理模块，接收所述信号采集与处理模块传输的初始信号并转换成初始微波测量信号，经由所述探测器传输以及接收并转换所述探测器传输的回波信号并传递至信号所述采集与处理模块；其中，所述高频电路信号处理模块基于发射的初始信号和接收的回波信息中的回波信号的时间差，得到回波信号位置的测量值，从而确定所述液体分界面的位置测量值和/或反射结构处的位置测量值。4.根据权利要求2所述的液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，所述高频电路信号处理模块包括混频器、耦合器电路及信号放大电路。5.根据权利要求1所述的液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，所述探测器包括能够传递微波信号的机械结构。6.根据权利要求3所述的液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，所述探测器的结构类型包括单杆结构、单缆结构、多杆结构或同轴结构。7.根据权利要求6所述的液体分界面位置微波测量装置，其特征在于，所述多杆结构包括测量探杆和接地杆，所述接地杆与所述测量探杆平行设置，所述接地杆的数量至...
【专利技术属性】
技术研发人员：呼秀山，夏阳，
申请(专利权)人：北京锐达仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：
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