导波式雷达物位计信号处理方法研究与实验

发布时间：2017-03-10 17:19

  本文关键词：导波雷达物位计的信号处理及应用分析，，由笔耕文化传播整理发布。

《合肥工业大学》 2012年

导波式雷达物位计信号处理方法研究与实验

叶旭  

【摘要】：导波雷达物位计用于测量罐(仓)中的物料高度。国内生产的物位计存在精度不够高、测量盲区较大以及测量范围小等缺陷；国外产品性能优良,但没有披露其中的具体算法。 详细阐述了导波雷达物位计的工作原理,分析了导波雷达物位计中采用的两项关键技术——时域反射技术和等效时间采样技术。介绍了等效时间采样的分类以及实现方法,对三种等效时间采样方法进行了比较,详细说明了混合等效时间采样方法的特点。详细介绍了导波雷达物位计系统的组成及各组成部分的作用,提出了针对不同相对介电常数的物料的回波信号处理方法。 当测量相对介电常数较大的物料时,直接求取回波信号的最大峰值点,再采用二阶Lagrange插值法对该峰值点进行修正。按这种方法进行标定实验,确定最大峰值点位置与物位的对应关系。采用多项式拟合法或一阶Lagrange插值法对标定结果进行处理,得到最大峰值点位置与物位的函数关系式。根据这一关系,采用MATLAB进行仿真,并在我们研制的MSP430单片机系统上编制软件,实现物位的测量。在重庆川仪自动化股份有限公司技术中心进行的水位测量实验结果表明,对72.4cm长的导波杆,测量范围从30～57cm拓宽到20～72cm,测量误差由±1cm减小到±0.5cm以内。 当测量相对介电常数较小的物料时,界面反射回波能量较小,需要考虑空罐回波的影响。首先获得空罐回波信号并作修改,将回波信号减去修改后的空罐回波信号,然后,在相减后的回波信号上求取最大峰值点,再采用二阶Lagrange插值法对该峰值点进行修正。按这种方法进行标定实验,确定最大峰值点位置与物位的对应关系。采用多项式拟合法或一阶Lagrange插值法对标定结果进行处理,得到最大峰值点与物位的函数关系式。根据这一关系式进行物位测量。在我们实验室进行了用金属挡板模拟物位界面的实验,结果表明,对250cm长的导波杆,测量范围可以达到从导波杆法兰下表面20cm位置处到导波杆末端,且测量误差由±1cm减小到±0.5cm以内。

【关键词】：
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH816
【目录】：

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