[发明专利]液体分界面位置微波测量装置及方法

说明书

本公开提供了液体分界面位置微波测量装置，用于测量液体分界面的位置，液体分界面形成在第一液体层与第二液体层之间，微波测量装置包括：下沉微波测量单元，置于第一液体层中，用于将初始微波测量信号传递至探测器；探测器，浸入在第一液体层以及第二液体层中，使初始微波测量信号沿探测器传递，在第一液体层与第二液体层的分界面处和/或反射结构处进行信号反射产生回波信号，基于发射的初始信号和接收回波信号的时间差，确定液体分界面的位置测量值、反射结构的位置测量值。本公开通过将下沉微波测量单元设置在第一液体层中使信号在液体中传输的路径较短，改善液体介质改变引起的测量误差。本公开还提供了液体分界面位置的修正、校准方法。

技术领域

本公开涉及雷达技术领域，本公开尤其涉及一种液体分界面位置微波测量装置及方法。

背景技术

工业领域很多工况需要对容器内分界面进行测量，例如，传统的石油罐区，其上层分布为油层，而油层的下方都会存在一定厚度的水层。

目前已经有许多技术可以精确测量油层的液位，但油层下方的水层厚度，即测量水层与油层的分界面位置，目前缺少高精度的测量手段，如果油层下方的水层厚度测量不够精确，那么上层油层的液位测量就失去了意义。

传统测量油水分界面位置的方法有采用电容或者射频导纳原理，二者的测量原理均是检测电容量的改变，由于石油的介电常数受含水量、温度、油品的影响是变化的，而采用电容检测原理的仪表，其测量结果受石油介电常数的影响较大。

因此，利用电容或者射频导纳原理的仪表很难实现油水分界面位置的精确测量，且传统的导波雷达方法对于大量程的储油罐，测量时信号穿透很厚的石油测量油水界面时，往往采集接收到的回波信号较弱，较难实现稳定、精确的测量。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种液体分界面微波测量装置及方法。

根据本公开的一个方面，提供一种液体分界面位置微波测量装置，用于测量液体分界面的位置，所述液体分界面形成在第一液体层与第二液体层之间，所述液体分界面位置微波测量装置包括：

下沉微波测量单元，所述下沉微波测量单元置于第一液体层中，用于将初始微波测量信号传递至探测器；

探测器，所述探测器浸入在第一液体层及第二液体层中，使所述初始微波测量信号沿探测器传递，在第一液体层与第二液体层的分界面处和/或反射结构处进行信号反射产生回波信号。

根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，还包括高频电路信号处理模块以及表头，所述高频电路信号处理模块设置于所述下沉微波测量单元中或所述表头中，用于产生初始信号以及接收回波信息；

其中，所述表头不与液体层接触，所述下沉微波测量单元与所述表头通过连接通路段进行连接。

根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述下沉微波测量单元包括：

信号采集与处理模块，所述信号采集与处理模块连接所述高频电路信号处理模块，用于对所述初始信号进行处理传输、对回波信号进行采集处理成回波信息并传输至所述高频电路信号处理模块；

信号转换器，所述信号转换器连接所述信号采集与处理模块，接收所述信号采集与处理模块传输的初始信号并转换成初始微波测量信号经由所述探测器传输以及接收并转换所述探测器传输的回波信号并传递至所述信号采集与处理模块；

其中，所述高频电路信号处理模块基于发射的初始信号和接收的回波信息中的回波信号的时间差，得到回波信号位置的测量值，从而确定所述液体分界面位置的测量值和/或反射结构位置的测量值。

根据本公开的至少一个实施方式的液体分界面位置微波测量装置，所述探测器的结构类型为单杆结构、单缆结构、多杆结构或同轴结构；