[发明专利]一种基于导波雷达液位计测量液体界位的方法

说明书

本发明涉及一种基于导波雷达液位计测量液体界位的方法，根据过采样设置频率对导波雷达液位计回波信号进行采样，得到原始回波信号；寻找若干个有效的波峰段信息；选取检测范围内传输时间最短波峰段，选取其峰值对应的坐标位置T₁，根据T₁换算导波杆到上层介质液面的距离D₁；如果在T₁到最大范围T_max内找到峰值最大的波峰段信息作为导波杆顶端到分离液面的反射回波，选取其峰值对应的坐标位置T₂，计算导波杆顶端到分离液面的距离D₂。本发明利用底部回波信号和实际导波杆长度的关系，估算当前被测液体介电常数值；可修正相对介电常数参数，进而保证高精度物位测量结果。

技术领域

本发明涉及工业物位测量领域，具体地说是一种基于导波雷达液位计测量液体界位的方法。

背景技术

导波雷达液位计是通过导波杆将电磁波发射传播，当遇到被测液体时，部分电磁波能量被反射回来，在信号上体现出反射回波从而测量液体填充高度的一种智能检测仪表。

在工业物位测量领域，生产和加工过程中测量罐体常常会有两种不同的液体介质材料，例如油水分离罐等，不但需要测量上层介质液面的高度，还需要测量分离层的高度信息，液位及界位的测量是在工业控制过程中是十分重要的。

导波雷达液位计在两种不同的液体介质材料的传输过程中，如果上层介电常数较小，当电磁波到达上层液面时，会有一部分能量反射形成液位回波，剩余能量继续向下传播，当到达分离液面时，能量被反射形成分离液面反射回波。现有的导波雷达液位计只针对最强反射回波测量液位信息，遇到上述情况时，往往需要采用其他测量手段进行测量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于导波雷达液位计测量液体界位的方法，解决现有的导波雷达液位计只针对最强反射回波测量液位信息，无法计算导波杆顶端到分离层距离的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于导波雷达液位计测量液体界位的方法，应用环境为雷达液位计的电磁脉冲沿导波杆传播，当遇到被测介质表面时，部分脉冲能量被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，其中：

根据过采样设置频率对导波雷达液位计回波信号进行采样，得到原始回波信号；

对原始回波信号进行预处理，根据预处理后的回波信号，寻找若干个有效的波峰段信息；

选取检测范围内传输时间最短波峰段，并选取其峰值对应的坐标位置T₁，根据T₁换算导波杆到上层介质液面的距离D₁；

如果在T₁到最大范围T_max内找到峰值最大的波峰段信息作为导波杆顶端到分离液面的反射回波，选取其峰值对应的坐标位置T₂，计算导波杆顶端到分离液面的距离D₂；否则，认为无法检测到导波杆到上层介质液面的距离和导波杆顶端到分离液面的距离。

所述预处理过程包括对原始回波信号进行平滑滤波，消除毛刺。

所述有效的波峰段包含以下连续的数据集合：

{d(n),...,d(n+m),...,d(n+m+p)}；

满足条件：

其中，n,m,p分别代表波峰段中第n,m,p个坐标位置点，d(n+m)代表波峰段中的峰值，X_abs和X_rel分别代表坐标位置点对应回波电压幅度的绝对阈值和相对阈值，M和P分别代表波峰段持续上升部分阈值和持续下降部分阈值。