[发明专利]一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量系统，其特征在于：包括天线、LCD显示器、按键和电子线路，所述电子线路包括MPU微处理器、微波模块、信号处理模块、HART调制解调模块和PWM脉冲宽度调制模块，所述HART调制解调模块输出4-20mA信号，PWM脉冲宽度调制模块接入24VDC供电电源，所述PWM脉冲宽度调制模块通过微处理器的数字输出对模拟电路进行控制，所述MPU微处理器分别控制信号处理模块和微波模块对信号进行处理，并通过天线向外界发送和接收微波信号，且MPU微处理器将接收到的微波反射信号经过处理后输入给HART调制解调模块进行解调，形成4-20mA信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于等效采样法的泥石流泥水位监测系统，其特征在于：所述LCD显示器用于显示电子线路和MPU微处理器处理的数据图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量系统，其特征在于：通过所述按键向MPU微处理器内输入控制算法指令。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述的基于等效采样法的泥石流泥水位测量系统的泥石流泥水位监测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、首先通过PWM脉冲宽度调制模块将处理后的24VDC的外接信号输入MPU微处理器内；

S2、然后MPU微处理器分别控制信号处理模块和微波模块对信号进行处理，并通过天线向外界发送微波，微功率的微波脉冲从天线发射出来后，以光速在空间传播；

S3、步骤S2通过天线发出的微波脉冲通过被测物体反射回来并被天线接收，接收的微波脉冲利用等效采样法将原本纳秒级的时间间隔准确的记录下来，从而完成对距离的准确测量。

5.根据权利要求4所述的一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量的方法，其特征在于：所述步骤S3中脉冲信号发射与接收之间的时间差与天线到被测物体的距离成正比。

6.根据权利要求4所述的一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量的方法，其特征在于：所述步骤S2中微波脉冲的发射频率为26GHz，工作时天线端以短脉冲形式发射超短波26GHz信号。

7.根据权利要求4所述的一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量的方法，其特征在于：所述步骤S3中脉冲信号被泥水位介质反射并且被天线以回波形式接收。

8.根据权利要求4所述的一种基于等效采样法的泥石流泥水位测量的方法，其特征在于：所述步骤S3中等效采样法具体包括以下步骤：

T1、天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路；

T2、然后MPU微处理器对此信号进行处理，识别出微波脉冲在泥水位介质表面所产生的回波；

T3、之后由等效采样软件算法通过拾取回波算出距离，并通过4-20mA电流信号输出，从而计算出泥水位值。