[发明专利]用于导波雷达液位传输器的定时控制电路

说明书

在至少一个说明性实施例中，导波雷达(GWR)液位传输器可以包括：定时电路，包括第一振荡器电路和第二振荡器电路；重合电路，被配置为生成指示由第一振荡器电路和第二振荡器电路的第一频率和第二频率之间的差创建的相移的重合信号；以及微控制器，被配置为(i)基于振荡器信号中的至少一个信号以及重合信号来确定拉伸因子，(ii)当拉伸因子在第一范围之内时，使用拉伸因子来计算到介质表面的距离，以及(iii)当拉伸因子在第二范围之外时，调整第一振荡器电路和第二振荡器电路中的至少一个振荡器电路以调整第一频率与第二频率之间的差。

相关申请的交叉引用

本申请案要求于2019年4月1日申请的第16/371,126号美国专利申请的权益，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及导波雷达液位传输器，并且更具体地，涉及用于此类液位传输器的定时控制电路。

背景技术

导波雷达液位传输器通常使用基于沿着波导探头以光速传输的子纳秒电脉冲的时域反射测量技术。当脉冲到达电介质间断(discontinuities)时，能量的一部分被反射回传输器并在接收器处被捕获，接收器计算罐或其他容器中的介质的渡越时间和对应的高度或距离。基于发送传输信号与接收反射信号之间的时间来计算液位测量。

发明内容

根据本公开的一个方面，导波雷达(GWR)液位传输器可以包括定时电路，该定时电路包括第一振荡器电路和第二振荡器电路。第一振荡器电路可以被配置为产生具有第一频率的第一信号，第一信号将沿着波导探头朝向介质表面传输，并且第二振荡器可以被配置为产生具有第二频率的第二信号。GWR液位传输器还可以包括重合电路，被配置为产生指示由第一频率和第二频率之间的差创建的相移的重合信号。GWR液位传输器还可以包括微控制器，该微控制器被配置为(i)基于第一信号和第二信号中的至少一个信号以及重合信号来确定拉伸因子，(ii)响应于确定拉伸因子在第一范围之内，使用拉伸因子来计算介质表面与波导探头的近端之间的距离，以及(iii)响应于确定拉伸因子在第二范围之外，调整第一振荡器电路和第二振荡器电路中的至少一个振荡器电路以调整第一频率和第二频率之间的差。

在一些实施例中，第一范围可以大于第二范围。

在一些实施例中，GWR液位传输器还可以包括混频和滤波电路，该混频和滤波电路被配置为通过将第二信号与响应于第一信号沿着波导探头被传输而从波导探头接收的反射信号混频来产生经时间变换的信号。微控制器可以被配置为通过将拉伸因子应用于时间变换信号来计算介质表面与波导探头的近端之间的距离。混频和滤波电路可以被配置为对第二信号与反射信号混频的产物进行带通滤波以产生经时间变换的信号。GWR液位传输器还可以包括模/数转换器，其被配置为将经时间变换的信号转换成数字信号以供呈现给微控制器。

在一些实施例中，确定拉伸因子可以包括确定在重合信号的一个周期期间由第一振荡器电路和第二振荡器电路中的一个振荡器电路产生的脉冲的数量。

在一些实施例中，GWR液位传输器还可以包括脉冲发生器电路，该脉冲发生器电路被配置为选择性地将第一信号传输到波导探头。

在一些实施例中，微控制器还可以被配置为：当第一振荡器电路和第二振荡器电路中的仅一个振荡器电路的调整不足以使拉伸因子在第二范围内时，调整第一振荡器电路和第二振荡器电路两者。

在一些实施例中，GWR液位传输器还可以包括压控振荡器，压控振荡器能够由微控制器操作以响应于确定拉伸因数在第二范围之外而调整以下项中的至少一项：(i)第一振荡器电路，以改变第一频率及(ii)第二振荡器电路，以改变第二频率。

在一些实施例中，微控制器可以包括单个集成电路，该单个集成电路被配置成确定拉伸因子，确定拉伸因子是否在第一范围和第二范围内，计算介质表面和波导探头的近端之间的距离，并且调整第一振荡器电路和第二振荡器电路中的至少一项以调整第一频率与第二频率之间的差。