一种信号调理器及物位测量系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种信号调理器及物位测量系统，信号调理器应用于物位测量系统，物位测量系统包含雷达传感器和信号处理器，信号调理器包括：第一带通滤波器、高通滤波放大器、信号输入接口、第一信号输出接口和第二信号输出接口；其中，雷达传感器与信号输入接口相连接，信号输入接口与第一带通滤波器相连接，第一带通滤波器分别与高通滤波放大器以及第二信号输出接口相连接，高通滤波放大器与第一信号输出接口相连接，第一信号输出接口和第二信号输出接口分别与信号处理器相连接。可以实现近处的距离信号和远处的距离信号分别进行输出，提升物位测量系统对监测目标的距离测量的量程。
【专利说明】一种信号调理器及物位测量系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号调理【技术领域】，尤其涉及一种信号调理器及物位测量系统。【背景技术】
[0002]在信息化社会构建的过程中，高科技的产品不断的被运用到生活场景中，结合雷达传感器进行监测的技术也趋于成熟，由于雷达传感器的精确度高，抗干扰性强，采用雷达传感器进行物位测量的技术已经被广泛运用，例如:测量水位高度、测量储罐中粉状固体或液体的物位高度等。
[0003]由于雷达传感器中的压控振荡器的非理想性，雷达传感器输出的距离信号通常伴随有寄生调幅，因此需要采用滤波器抑制寄生调幅，如果监测目标距离较远，由于监测目标距离越远，所接收的距离信号的频率越高，则需要采用设置较高的高通截止频率的高通滤波器以滤除寄生调幅，但容易将近处测量的距离信号也同时滤除，导致近处的监测目标距离测量的不稳定，限制了距离测量的量程。
实用新型内容
[0004]本实用新型实施例提供一种信号调理器及物位测量系统，可以实现近处的距离信号和远处的距离信号分别进行输出，提升物位测量系统对监测目标的距离测量的量程。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种信号调理器，应用于物位测量系统，所述物位测量系统包含雷达传感器和信号处理器，所述信号调理器包括:第一带通滤波器、高通滤波放大器、信号输入接口、第一信号输出接口和第二信号输出接口 ；其中，
[0006]所述雷达传感器与所述信号输入接口相连接，所述信号输入接口与所述第一带通滤波器相连接，所述第一带通滤波器分别与所述高通滤波放大器以及所述第二信号输出接口相连接，所述高通滤波放大器与所述第一信号输出接口相连接，所述第一信号输出接口和所述第二信号输出接口分别与所述信号处理器相连接。
[0007]本实用新型实施例还提供了一种物位测量系统，包括雷达传感器和信号处理器，还包括上述的信号调理器；其中，
[0008]所述信号调理器分别与所述雷达传感器和所述信号处理器相连接。
[0009]实施本实用新型实施例，具有如下有益效果:
[0010]通过将与高通滤波放大器相连接的第一信号输出接口和第二信号输出接口进行分离，实现了近处的距离信号和远处的距离信号分别进行输出，避免了高通滤波放大器对近距离监测目标的距离信号产生影响，同时进一步提高了物位测量系统对监测目标的距离测量的量程。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本实用新型实施例提供的一种物位测量系统的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型实施例提供的一种信号调理器的连接结构示意图；
[0014]图3是本实用新型实施例提供的高通滤波放大器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]本实用新型实施例中，物位测量系统可以应用于测量储罐中粉状固体或液体的物位高度或者测量水位高度等场景，通过雷达传感器对监测目标发射雷达波束，并接收所述监测目标反射的雷达波束获取所述监测目标的距离信号，信号调理器优选应用于物位测量系统中，对所述雷达传感器所获取的距离信号进行信号调理，并将调理后的距离信号传输至信号处理器进行后续信号处理。可以理解的是，所述监测目标可以指示为一个独立的物体，也可以指示为一段监测范围；所述雷达传感器优选为调频连续波(FrequencyModulated Continuousffave, FMCff)雷达传感器。
[0017]请参见图1，为本实用新型实施例提供了一种物位测量系统的结构示意图。如图1所示，所述物位测量系统可以包括:雷达传感器1、信号调理器2和信号处理器3。
[0018]雷达传感器1，与所述信号调理器2相连接；
[0019]具体实现中，所述雷达传感器I与所述信号调理器2的连接关系优选为电连接，所述雷达传感器I的雷达波束覆盖监测目标，所述雷达传感器I通过所述监测目标发射回来的雷达波束获得所述监测目标的距离信号，并将距离信号传输至所述信号调理器2。
[0020]信号调理器2，分别与所述雷达传感器I和所述信号处理器3相连接；
[0021 ] 具体实现中，所述信号调理器2与所述信号处理器3的连接关系优选为电连接，所述信号调理器2接收所述雷达传感器传输的距离信号，先对所述距离信号进行阻抗匹配，并进行初步滤波放大处理，再将初步处理后的距离信号分为两路相同的距离信号，第一路距离信号需要经过所述信号调理器2中的高通滤波放大器处理后，再通过所述信号调理器2中的第一信号输出接口进行输出；第二路距离信号则直接通过所述信号调理器2中的第二信号输出接口进行输出。
[0022]需要说明的是，由于监测目标距离越远，所接收的距离信号的频率越高，并且信号强度越弱，因此，当测量的监测目标距离较近，该监测目标的第一路距离信号会被所述高通滤波放大器滤除，此时所述第一信号输出接口将不会输出第一路距离信号，但由于近处的监测目标的距离信号的信号强度较强，此时该监测目标的第二路距离信号可以直接通过所述第二信号输出接口进行输出；而当测量的监测目标距离较远时，该监测目标的第一路距离信号可以通过所述高通滤波放大器的处理，并从所述第一信号输出接口进行输出，由于远处的监测目标的距离信号的信号强度较弱，尽管第二路距离信号仍然可以从所述第二信号输出接口进行输出，但第二路距离信号中仍然伴随着寄生调幅，并且寄生调幅经过初步放大处理后，对该第二路距离信号影响较大，到达第二信号输出接口时无法获取该第二路距离信号，即所述信号处理器3无法对第二信号输出接口输出的距离信号进行后续信号处理。通过此方式，实现了近处的距离信号和远处的距离信号分别进行输出，避免了高通滤波放大器对近距离监测目标的距离信号产生影响，同时进一步提高了对监测目标的测量距离。
[0023]可以理解的是，若所述监测目标距离适中，则该监测目标的第一路距离信号可以通过所述高通滤波放大器的处理，并从所述第一信号输出接口进行输出，同时该监测目标的第二路距离信号也可以直接从所述第二信号输出接口进行输出。
[0024]信号处理器3，与所述信号调理器2相连接；
[0025]具体实现中，所述信号处理器3优选为数字信号处理器(Digital SignalProcessing, DSP)，所述信号处理器3接收所述信号调理器2的第一信号输出接口和/或第二信号输出接口输出的距离信号，并对所述距离信号进行后续的信号处理，可以包括但不限于采用所述距离信号计算距离数值、采用所述距离信号并结合环境参数(例如:水位河床高度值、雷达传感器放置位置的高度值等)输出物位数据等。
[0026]下面将结合附图2和附图3，对上述物位测量系统中的信号调理器进行详细介绍。
[0027]请一并参见图2，所述信号调理器2可以包括信号输入接口 21、第一带通滤波器22、高通滤波放大器23、第一信号输出接口 24和第二信号输出接口 25，需要说明的是，所述信号调理器2中各部件的连接关系均优选为电连接；其中，所述雷达传感器I与所述信号输入接口 21相连接，所述信号输入接口 21与所述第一带通滤波器22相连接，所述第一带通滤波器22分别与所述高通滤波放大器23以及所述第二信号输出接口 25相连接，所述高通滤波放大器23与所述第一信号输出接口 24相连接，所述第一信号输出接口 24和所述第二信号输出接口 25分别与所述信号处理器3相连接。
[0028]所述雷达传感器I将距离信号通过所述信号输入接口 21传输至所述第一带通滤波器22，所述第一带通滤波器22对所述距离信号进行阻抗匹配和初步滤波放大处理，所述第一带通滤波器22优选为二阶带通滤波器，可以包括一阶高通滤波电路和一阶低通滤波电路，通过将所述一阶高通滤波电路和所述一阶低通滤波电路进行串联，以达到初步滤波放大的处理。同时为了提高整体电路的信噪比，所述第一带通滤波器22中的一阶高通滤波电路和一阶低通滤波电路所包含的放大器可以为至少一个低噪放大器。需要说明的是，所述第一带通滤波器22中的电阻参数和电容参数可以根据阻抗匹配的需求进行设置，但同时需要保证寄生调幅没有达到饱和状态。
[0029]所述第一带通滤波器22初步处理后的距离信号将分为两路相同的距离信号，第一路距离信号可以经过所述高通滤波放大器23，所述高通滤波放大器23可以设置较高的截止频率，以对寄生调幅进行抑制，同时可以对第一路距离信号进行进一步的放大，并最终将该第一路距离信号调整至合适的放大倍数，传输至所述第一信号输出接口 24。进一步的，请一并参见图3，所述高通滤波放大器23可以包括:二阶高通滤波器231、第二带通滤波器232和放大器233，所述二阶高通滤波器231分别与所述第一带通滤波器22和所述第二带通滤波器232相连接，所述第二带通滤波器232与所述放大器233相连接，所述放大器233与所述第一信号输出接口 24相连接，所述二阶高通滤波器231优选为无线增益多路反馈二阶高通滤波器，所述二阶高通滤波器231可以使得过渡区的频率特性更陡，有利于寄生调幅的谐波被滤除；所述放大器233优选为可编程增益放大器(PiOgrammable GainAmplifier, PGA)，所述二阶高通滤波器231对第一路距离信号进行高通滤波处理，同时设置较高的截止频率以抑制寄生调幅，通过了所述二阶高通滤波器231的第一路距离信号传输至所述第二带通滤波器232进行进一步放大处理，并由所述放大器233对第二带通滤波器232处理后的第一路距离信号进行自动增益调整，使得第二带通滤波器232处理后的第一路距离信号调整至预设放大倍数。需要说明的是，所述第二带通滤波器232的设计原理与所述第一带通滤波器22的设计原理相同，所述第二带通滤波器232同样优选为二阶带通滤波器，通过将所述一阶高通滤波电路和所述一阶低通滤波电路进行串联，以达到进一步的滤波放大的处理。同时为了提高整体电路的信噪比，所述第二带通滤波器232中的所述一阶高通滤波电路和所述一阶低通滤波电路所包含的放大器可以为至少一个低噪放大器。
[0030]所述第一带通滤波器22初步处理后的距离信号将分为两路相同的距离信号，第二路距离信号可以传输至所述第二信号输出接口 25。
[0031]可以理解的是，由于监测目标距离越远，所接收的距离信号的频率越高，并且信号强度越弱，当测量的监测目标距离较近，该监测目标的第一路距离信号会被所述二阶高通滤波器231滤除，不能从所述第一信号输出接口 24进行输出，但是该检测目标的第二路距离信号可以从所述第二信号输出接口 25输出至所述信号处理器3 ；
[0032]而当测量的监测目标距离较远，该监测目标的第一路距离信号则可以通过所述二阶高通滤波器231，并且经过所述第二带通滤波器232和所述放大器233传输至所述第一信号输出接口 24，并经所述第一信号输出接口 24输出至所述信号处理器3，但是该检测目标的第二路距离信号尽管可以从所述第二信号输出接口进行输出，但第二路距离信号中仍然伴随着寄生调幅，并且寄生调幅经过初步放大处理后，对该第二路距离信号影响较大，即所述信号处理器3无法对第二信号输出接口 25输出的距离信号进行后续信号处理。
[0033]因此，第一路距离信号的输出可以被认为是对距离较远的监测目标的距离信号的输出，第二路距离信号的输出可以被认为是对距离较近的监测目标的距离信号的输出。同时，所述信号处理器3可以对所述第二信号输出接口 25输出的距离信号进行后续信号处理的信号频率存在一个频率最大值，所述频率最大值为近处所能测量到的最远的监测目标对应的距离信号的频率，即为了保证可以对雷达波束所能覆盖的最近到最远的距离中的任一监测目标进行监测，所述二阶高通滤波器231中所设置的截止频率需要小于所述频率最大值，进而保证在大于该频率最大值的监测目标的距离信号可以从所述第一信号输出接口 24输出，而小于该频率最大值的监测目标对应的距离信号可以从所述第二信号输出接口 25输出。
[0034]下面以一个具体例子来说明本实用新型的物位测量系统及物位测量系统中各装置的动作原理。
[0035]本实施例中，测量储罐中粉状固体或液体的物位高度时，雷达传感器I的雷达波束覆盖所述粉状固体或液体的表面的一段监测范围，并接收该监测范围反射回来的雷达波束，获取该监测范围的距离信号，所述雷达传感器I将所述距离信号传输至所述信号调理器2，所述距离信号经所述信号调理器2的输入接口 21传输至第一带通滤波器22，所述距离信号经所述第一带通滤波器22进行阻抗匹配和初步滤波放大处理，分为两路距离信号。
[0036]第一路距离信号经过所述高通滤波放大器23处理后传输至所述第一信号输出接口 24，第二路距离信号则直接传输至所述第二信号输出接口 25。进一步的，当该监测范围距离所述雷达传感器I较近时，该监测范围的第一路距离信号会被所述二阶高通滤波器231滤除，不能从所述第一信号输出接口 24进行输出，但是该检测目标的第二路距离信号可以从所述第二信号输出接口 25输出至所述信号处理器3 ；
[0037]而当该监测范围距离所述雷达传感器I较远，该监测范围的第一路距离信号则可以通过所述二阶高通滤波器231，并且经过所述第二带通滤波器232和所述放大器233传输至所述第一信号输出接口 24，并经所述第一信号输出接口 24输出至所述信号处理器3，但是该检测目标的第二路距离信号尽管可以从所述第二信号输出接口进行输出，但第二路距离信号中仍然伴随着寄生调幅，并且寄生调幅经过初步放大处理后，对该第二路距离信号影响较大，即所述信号处理器3无法对第二信号输出接口 25输出的距离信号进行后续信号处理。
[0038]在本实用新型实施例中，通过将与高通滤波放大器相连接的第一信号输出接口和第二信号输出接口进行分离，采用分通道的方式，实现了近处的距离信号和远处的距离信号分别进行输出，避免了高通滤波放大器对近距离监测目标的距离信号产生影响，提高了物位测量系统对监测目标的距离测量的量程，进而扩大了物位测量系统对监测目标的物位可测范围，同时本实用新型提供的信号调理器结构层次分明，方便了后续电路排错和维护。
[0039]以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种信号调理器，应用于物位测量系统，所述物位测量系统包含雷达传感器和信号处理器，其特征在于，所述信号调理器包括:第一带通滤波器、高通滤波放大器、信号输入接口、第一信号输出接口和第二信号输出接口 ；其中， 所述雷达传感器与所述信号输入接口相连接，所述信号输入接口与所述第一带通滤波器相连接，所述第一带通滤波器分别与所述高通滤波放大器以及所述第二信号输出接口相连接，所述高通滤波放大器与所述第一信号输出接口相连接，所述第一信号输出接口和所述第二信号输出接口分别与所述信号处理器相连接。
2.根据权利要求1所述的信号调理器，其特征在于，所述高通滤波放大器包括二阶高通滤波器、第二带通滤波器和放大器； 所述二阶高通滤波器分别与所述第一带通滤波器和所述第二带通滤波器相连接，所述第二带通滤波器与所述放大器相连接，所述放大器与所述第一信号输出接口相连接。
3.根据权利要求2所述的信号调理器，其特征在于，所述二阶高通滤波器为无线增益多路反馈二阶高通滤波器。
4.根据权利要求2所述的信号调理器，其特征在于，所述放大器为可编程增益放大器PGA。
5.根据权利要求1或2所述的信号调理器，其特征在于，所述第一带通滤波器为二阶带通滤波器。
6.根据权利要求2所述的信号调理器，其特征在于，所述第二带通滤波器为二阶带通滤波器。
7.一种物位测量系统，包括雷达传感器和信号处理器，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项所述的信号调理器；其中， 所述信号调理器分别与所述雷达传感器和所述信号处理器相连接。
【文档编号】G01F23/284GK203811238SQ201420036029
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】崔智华, 陈勖, 杜劲, 王小丽 申请人:深圳市华儒科技有限公司