基于FMCW雷达的油罐车液位测量系统

发布时间：2020-03-23 12:36

【摘要】：随着我国经济发展,各行各业对燃油等石油产品的需求量呈现出日益上涨的趋势,油品安全运输的问题也引起了多数企业的高度重视。因此,一套有效的危化品运输监测系统是非常有意义的。经过对油罐车油类运输行业的运输工况以及实际运输过程中发生的事故分析,总结出了油品运输时可能存在的安全隐患,针对此问题提出了一种油罐车液位测量系统,通过对油罐车工况数据的采集,实现对油罐车运输状态的实时掌握。主要研究工作有以下几点:1)分析国内外液位计的研究现状以及将来的发展趋势,再结合项目需求,提出了相关的技术指标以及系统设计的技术难点,并制定了液位测量方案;随后搭建了相关的液位测量模型,对FMCW体制雷达的工作原理进行分析,通过理论分析得出了几个重要的公式;然后根据需求设计硬件电路,并重点针对电源电路展开,对电源网络做阻抗分析,通过仿真以及实测完成了电源电路目标阻抗的设计。2)针对快速傅里叶变换FFT在雷达信号处理中对液位测量产生的测量误差,提出了一种基于DFT频移的高精度液位测量算法,有效的解决了传统细化方法在精度得到提升但实时性不足的问题。随后利用微处理器控制传感器采集温度值、车辆行驶姿态和气压值。此外,根据系统安装位置不同导致零点位置不同,通过系统软件设计,解决了系统自适应零点迁移的问题。最后根据需求,制定自定义数据帧格式,以便于数据传输,解决了来自不同油舱数据的识别问题。3)对系统进行整体测试,包括系统的功能测试和性能测试。所有的测试结果表明,该系统可以对油罐车的运输工况进行监测,达到了所预期的指标。最后对论文中的工作做总结,并对系统接下来的工作进行展望。本文的重点工作在于油罐车罐舱内的油品液位测量,使用FMCW雷达液位计来测量石油等化工业产品的液位,可有效的完成对具有易燃、易爆以及腐蚀性等液态化工品的液位测量。通过分析需求搭建系统平台,完成对油罐车油类运输实时监测功能。
【图文】：

图 1-1 2013~2018 年加油站站点数量走势图Fig.1-1 Chart of the number of refueling sites from 2013 to 2018图 1-1 所示为 2013~2018 年我国加油站站点数量走势图，，其呈现出势，说明油品的消耗量在逐渐扩大，油品的运输量也随之上升。我消耗走势如图 1-2。图 1-2 2013~2018 年我国国内油品消耗量走势图Fig.1-2 Chart of domestic Oil consumption in China from 2013 to 2018

而油类的供给往往都需要一些固定的运输工具以完成需求。因此，油品的运输工况问题对其安全运输是不可忽视的。图 1-1 2013~2018 年加油站站点数量走势图Fig.1-1 Chart of the number of refueling sites from 2013 to 2018图 1-1 所示为 2013~2018 年我国加油站站点数量走势图，其呈现出势，说明油品的消耗量在逐渐扩大，油品的运输量也随之上升。我消耗走势如图 1-2。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE834;TH816

【参考文献】

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本文编号：2596731