[发明专利]一种自动报警式导波雷达液位计

摘要

本发明属于液位测量设备技术领域，特别是一种自动报警式导波雷达液位计；其主体结构包括信号采集模块、预处理模块、单片机和监控中心四个功能单元；其中信息采集模块将采集的回波信号传输给与其电信息连接的预处理模块，预处理模块将回波信号转化为数字信号，并传输给与其电信息连接的单片机，数字信号经设置在单片机上的微处理器处理计算出液位高度，单片机还设置有故障警报模块和液位示警模块，能够在液位计出现故障或者被测液体介质液位超出额定范围时进行自动报警；该装置功能完善，科学实用，便于安装，并且采用新型微处理器而使灵活性增大、功能增强，具有较强的自诊断能力和液位超出额定范围的示警功能，用途广泛，应用环境友好。

主权项

1.一种自动报警式导波雷达液位计，其特征在于：包括信号采集模块、预处理模块、单片机和监控中心四个功能单元，四个功能单元主要由数据传输模块、微处理器、微波发射端、微波接收端、滤波电路、信号分级放大模块、前级模数转换模块、信号控制模块、智能运算模块、HART通讯模块、后级模数转换模块、故障警报模块、液位示警模块、电子显示屏、校正键、开关、温度监控模块、备用蓄电池、电路监控模块、黄色信号灯、喇叭、红色信号灯、物位比较模块、红色信号灯、蜂鸣器和蓝色信号灯电连接组合构成；其中由电子计算机处理功能为主的监控中心安装在工厂设备控制室中，监控中心与后级模数转换模块的接收端电信息连接，监控中心将控制信号转化为电信号传输到后级模数转换模块，后级模数转换模块接收电信号后转化为控制信号，后级模数转化模块将控制信号通过HART通讯模块转化为数字信号，后级模数转化模块的输出端与HART通讯模块接收端电信息连接组成数据传输模块，数据传输模块用于自动报警式导波雷达液位计与监控中心的双向信息传递；HART通讯模块的输出端与设置在微处理器上的信号控制模块接收端电信息连接，HART通讯模块将数字信号传递给信号控制模块；信号控制模块是微处理器的核心单元，微处理器还包括智能运算模块，智能运算模块的接收端与信号控制模块的输出端电信息连接；信号控制模块的输出端与自动报警式导波雷达液位计壳体外的开关电连接，开启开关，整个自动报警式导波雷达液位计通电运行；信号控制模块还与故障警报模块电信息连接，故障警报模块由温度监控模块、备用蓄电池、电路监控模块、黄色信号灯、喇叭和红色信号灯电连接组合构成；温度监控模块的接收端和电路监控模块的接收端分别与备用蓄电池电连接，温度监控模块的输出端分别与喇叭和红色信号灯电连接，温度监控模块的输出端还与信号控制模块电信息连接，电路监控模块分别与喇叭和黄色信号灯电连接；当整个自动报警式导波雷达液位计的温度低于或者高于正常工作温度范围时，温度监控模块启动喇叭和红色信号灯，同时温度监控模块向信号控制模块发送警报信号，信号控制模块将警报信号传送至监控中心；当自动报警式导波雷达液位计的电路同时出现故障时，备用蓄电池启动为温度监控模块提供电能；当电路监控模块检测到本装置电路出现故障时，备用蓄电池启动，电路监控模块启动喇叭和黄色信号灯进行警报；信号控制模块接收HART通讯模块传输的数字信号后向微波发射端发送发射电磁脉冲的指令，同时信号控制模块接收数字信号后向智能运算模块发送启动信号，智能运算模块接收启动信号后记录发送电磁脉冲的次数和时间；微波发射端与信号控制模块电信息连接，微波发射端接收指令后发射电磁脉冲，电磁脉冲遇到被测介质后形成回波，回波被微波接收端接收，微波发射端和微波接收端组成信号采集模块，信号采集模块固定设置在自动报警式导波雷达液位计的底端；微波接收端将接收的回波信号传递给预处理模块，微波接收端与预处理模块电信息连接；预处理模块由滤波电路、信号分级放大模块和前级模数转换模块依次电信息连接组合构成，滤波电路的接收端与微波接收端的输出端电信息连接，滤波电路将回波信号中的干扰信号去除并将处理后的回波信号传送到信号分级放大模块；信号分级放大模块的接收端与滤波电路的输出端电信息连接，信号分级放大模块根据接收回波信号的强弱进行不同倍数的放大，保证信号分级放大模块向前级模数转换模块输出相同强度等级范围的回波信号；信号分级放大模块的输出端与前级模数转换模块的接收端电信息连接，前级模数转换模块将回波信号转换为数字信号并发送给智能运算模块；智能运算模块的接收端与前级模数转换模块的输出端电信息连接，智能运算模块对短时间采集的多个回波信号进行计次和时间统计，进而计算出被测介质的液位高度；智能运算模块的接收端与固定设置在自动报警式导波雷达液位计壳体外部的校正键电信息连接，按下校正键能够矫正智能运算模块的各项运算参数，保证液位高度信息计算的准确度；智能运算模块将液位高度信息传输给电子显示屏；电子显示屏接收端与智能运算模块的输出端电信息连接，电子显示屏显示液位高度信息；同时智能运算模块将液位高度信息传送给后级模数转换模块和液位示警模块，后级模数转换模块的接收端与智能运算模块的输出端电信息连接，后级模数转换模块将液位高度信息转化为电流信号传送到监控中心；液位示警模块的接收端与智能运算模块的输出端电信息连接，液位示警模块由物位比较模块分别与红色信号灯、蜂鸣器和蓝色信号灯电连接组合构成，物位比较模块的输出端与数据传输模块的接收端电信息连接；液位示警模块接收液位高度信息后，先经物位比较模块将液位高度信息与额定液位高度范围进行比较；当液位高度高于最大额定液位高度时，物位比较模块启动蜂鸣器和红色信号灯，同时物位比较模块通过数据传输模块向监控中心发送示警信号，当液位高度低于最小额定液位高度时，物位比较模块启动蜂鸣器和蓝色信号灯，同时物位比较模块通过数据传输模块向监控中心发送示警信号，最终实现整套装置的液位示警，保障正常的化工生产作业。