[发明专利]一种处理导波式雷达物位计回波信号的系统和方法

摘要

本发明涉及物位测量领域，为一种以单片机为核心的导波式雷达物位计回波信号处理系统。由用于控制发、收脉冲信号的单片机、脉冲发射电路、导波杆、接收回波信号电路、等效时间采样电路、信号调理电路、MSP430F5418单片机系统、液晶显示器和软件组成。分别针对相对介电常数大的物料和相对介电常数小的物料，采用不同的回波信号处理方法，抑制虚假回波干扰，确定和修正真实回波的峰值，再对标定数据进行拟合或者插值，实现物位的测量。

主权项

一种处理导波式雷达物位计回波信号的系统，包括用于控制发、收脉冲信号的单片机、脉冲发射电路、导波杆、接收回波信号电路、等效时间采样电路；用于控制发、收脉冲信号的单片机控制脉冲的发射和接收；发射脉冲电路发射电磁波脉冲信号至导波杆，脉冲信号沿导波杆传播，到空气和物料表面相对介电常数发生突变处，发生反射；反射回波沿导波杆向上传播到接收回波信号电路；接收回波信号电路接收反射回波信号，送至等效时间采样电路，对反射回波信号进行时间上的放大处理；其特征在于：还设有信号调理电路、MSP430F5418单片机系统、液晶显示器和软件；信号调理电路包括分压电路、直流偏置电路、跟随电路和基准电压产生电路；MSP430F5418单片机系统包括MSP430F5418单片机、复位电路、液晶显示器接口和仿真器接口；软件包括主监控程序模块、中断模块、初始化模块、回波信号预处理模块、物位计算模块和液晶显示器显示模块；经等效时间采样电路处理后的回波信号送至信号调理电路，经过分压、偏置和阻抗变换，送至MSP430F5418单片机片内ADC；等效时间采样电路输出的同步接收脉冲信号直接接至MSP430F5418单片机的定时器捕获引脚；当捕获到同步接收脉冲信号的上升沿时，MSP430F5418单片机进入定时器中断服务程序；在中断服务程序中，开启ADC的转换；将ADC转换后的数据，通过DMA传输到RAM中；通过DMA的中断标志位，判断是否采集完800点数据；若采集完成，就关闭ADC的转换；接着关闭DMA和定时器；关闭系统中断；对回波信号进行预处理，包括对回波信号进行低通滤波，将滤波后的回波信号与参考信号进行比较，或者对滤波后的回波信号进行修正，再减去参考信号；进行物位计算，包括采用二阶Lagrange插值法对最大峰值点进行修正，得到最大峰值点所对应的时间，将该时间值代入物位与时间的函数关系式，计算出物位；再由液晶显示显示出来。