[实用新型]一种基于多普勒原理的电容式液位测量计

说明书

技术领域

本实用新型属于液位测量传感器领域，尤其涉及一种基于多普勒原理的电容式液位测量传感器系统。

背景技术

多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。脉冲多普勒雷达的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。

目前，在液位测量领域，不同原理技术的产品层出不穷，但是都存在以下几个缺点：1、精度差，基本在2％左右。2、稳定性差，电源波动对电路影响大。3、机械部件多，存在机械振动造成故障率高。4、电路复杂繁琐。5、成本高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种基于多普勒原理的电容式液位测量传感器系统，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型结构简单，安装以及拆卸方便，稳定性好。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种基于多普勒原理的电容式液位测量计，包括整个装置的核心部件CPU电路，发射与检测多普勒脉冲信号的多普勒脉冲信号模块，用于调整供电电源电压的电源处理模块，用于输出测量信号的信号输出模块，用于感应液体高度的被测可变电容器；所述多普勒脉冲信号模块包括发射多普勒脉冲发射电路，测量多普勒脉冲信号的多普勒脉冲测量电路，所述多普勒脉冲信号模块连接被测可变电容器、CPU电路，所述CPU电路连接电源处理模块、信号输出模块。

进一步，所述多普勒信号模块由U1产生多普勒脉冲，供给C5，C6，经过整理加载到二极管D1，D2，D5，D6组成的电桥上，经过二极管桥的充放电检测原理，当被检测电容CX发生变化时，流过L2的电流会随电容的变化成正比，由于L2和L1为平行关系，那么流过L1的电流也随CX变化成正比，只需要把L1电流检测送到MCU检测，就得到CX的值，D3，D4，D7，D8为平衡电桥的保护电路，C1为耦合电容。

进一步，所述信号输出模块将MCU产生电流信号，经过U6B调理，使POW-端输出4-20毫安信号叠加到电源上，得到2线制4-20毫安信号供给远端采集。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用目前最先进的多普勒脉冲测量原理，通过目标和干扰物相对于检测方的径向速度不同，回波信号也有不同的多普勒频率。采用频域过滤的方法选出目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，使检测方从强杂波中分离和检测出目标信号，这样大大降低了障碍物的干扰，使本实用新型具有更高的测量精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型结构原理示意图；

图2为本实用新型多普勒脉冲信号模块电路结构示意图；

图3为本实用新型信号输出模块电路结构示意图；

图4为本实用新型电源处理模块电路结构示意图；

图5为本实用新型多普勒测量原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种基于多普勒原理的电容式液位测量计，包括整个装置的核心部件CPU电路1，发射与检测多普勒脉冲信号的多普勒脉冲信号模块2，用于调整供电电源电压的电源处理模块3，用于输出测量信号的信号输出模块，用于感应液体高度的被测可变电容器；所述多普勒脉冲信号模块包括发射多普勒脉冲发射电路，测量多普勒脉冲信号的多普勒脉冲测量电路，所述多普勒脉冲信号模块连接被测可变电容器、CPU电路，所述CPU电路连接电源处理模块、信号输出模块。

如图2所示，所述多普勒信号模块由U1产生多普勒脉冲，供给C5，C6，经过整理加载到二极管D1，D2，D5，D6组成的电桥上，经过二极管桥的充放电检测原理，当被检测电容CX发生变化时，流过L2的电流会随电容的变化成正比，由于L2和L1为平行关系，那么流过L1的电流也随CX变化成正比，只需要把L1电流检测送到MCU检测，就得到CX的值，D3，D4，D7，D8为平衡电桥的保护电路，C1为耦合电容。