[发明专利]基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统及方法

权利要求书

1.一种基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统，其特征在于：包括

发射装置，安装于罐体外壁的警戒位置，用于根据控制系统设置的发射频率发射超声波脉冲信号；

接收装置，安装于罐体外壁上，高度与发射装置高度相同，用于接收一定时间内的连续混响信号并输出至控制系统；

控制系统，用于设置发射频率、设定警戒判决值、对接收的混响信号进行处理得到混响信号的混响强度、根据混响强度与警戒判决值的比较结果判断罐体液位是否达到警戒位置；

所述对接收的混响信号进行处理得到混响信号的混响强度的过程为：对接收的混响信号进行放大、对放大的信号进行包络检波，对包络检波后的信号进行采样，对所有的采样值进行累加得到累加值后求取平均值，将平均值作为混响信号的混响强度。

2.根据权利要求1所述的基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统，其特征在于：所述控制系统包括

控制模块，用于设置发射频率、设定警戒判决值、判断罐体液位是否达到警戒位置；

信号接收模块，用于接收接收装置输出的连续的混响信号；

信号处理模块，用于对混响信号进行放大、对放大的信号进行包络检波；

信号采样模块，用于对包络检波后的信号进行采样，对所有的采样值进行累加得到累加值后求取平均值，将平均值作为混响信号的混响强度输出至控制模块；

警报模块，用于在罐体液位达到警戒位置后发出报警信号。

3.根据权利要求1所述的基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统，其特征在于：所述发射装置和接收装置为一体设备。

4.根据权利要求1所述的基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统，其特征在于：所述警戒判决值A₀的范围为A₀≥A₁－(A₁－A₂)/2，A₁为第一标定值，A₂为第二标定值。

5.根据权利要求4所述的基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统，其特征在于：所述第一标定值和第二标定值的确定方法为：调节罐体液位高度至第一位置，保持液位高度不变，调节控制系统发射频率，使控制系统得到的混响信号的混响强度达到最大值，此最大混响强度为第一标定值A₁，此时发射频率为f₀；调节罐体液位高度至第二位置，调节控制系统的发射频率为f₀，控制系统接收的混响信号，记录此混响信号的混响强度为第二标定值A₂，所述第一位置和第二位置关于发射装置安装位置上下对称。

6.根据权利要求1所述的基于超声波混响检测的外贴式液位报警系统，其特征在于：当混响强度小于等于警戒判决值A₀时，罐体内液位达到警戒位置；当混响强度大于警戒判决值A₀时，罐体内液位未达到警戒位置。

7.一种基于权利要求1-6所述的任意一项液位报警系统的液位报警方法，其特征在于：设定警戒判决值A₀，控制发射装置在设定频率下发射超声波脉冲信号，接收一定时间内的连续混响信号，对接收的混响信号进行处理得到混响信号的混响强度，当混响强度小于等于警戒判决值A₀时，罐体内液位达到警戒位置进行报警；当混响强度大于警戒判决值A₀时，罐体内液位未达到警戒位置；所述对接收的混响信号进行处理得到混响信号的混响强度的过程为：对接收的混响信号进行放大、对放大的信号进行包络检波，对包络检波后的信号进行采样，对所有的采样值进行累加得到累加值后求取平均值，将平均值作为混响信号的混响强度。

8.根据权利要求7所述的液位报警方法，其特征在于：所述警戒判决值A₀的范围为A₀≥A₁－(A₁－A₂)/2，A₁为第一标定值，A₂为第二标定值。

9.根据权利要求8所述的液位报警方法，其特征在于，所述第一标定值和第二标定值的确定方法为：调节罐体液位高度至第一位置，保持液位高度不变，调节控制系统发射频率，使控制系统得到的混响信号的混响强度达到最大值，此最大混响强度为第一标定值A₁，此时发射频率为f₀；调节罐体液位高度至第二位置，调节控制系统的发射频率为f₀，控制系统接收的混响信号，记录此混响信号的混响强度为第二标定值A₂，所述第一位置和第二位置关于发射装置安装位置上下对称。