一种波导液位计、液位测量方法、装置及存储介质与流程

本申请实施例涉及液位计，尤其涉及一种波导液位计、液位测量方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、目前，在各类应用场景中，经常需要使用液位计进行液位测量。例如，通过液位计检测河流水位，以进行防汛、灌溉等相关作业。其中，雷达式液位计因其不接触液面且能穿透非导体材料的特性，可以实现高效、简便的液位测量操作，因而得到广泛的应用。其通过探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到液面时反射回来被接收器接收，并将距离信号转化为物位信号，以此来实现液位测量。

2、但是，对于农药储液箱等狭小的测量空间而言，脉冲发射后可能在箱壁和液面上产生反射，以此接收到的反射脉冲进行液位测量，容易产生测量误差，导致液位误报的情况，影响液位测量的精准度。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种波导液位计、液位测量方法、装置及存储介质，能够提升液位测量的精准度，解决雷达液位计的液位测量误差问题。

2、在第一方面，本申请实施例提供了一种波导液位计，包括信号处理模组、同轴线和波导管；

3、信号处理模组的输出端连接同轴线的输入端，用于输出高频电信号至同轴线，

4、同轴线的输出端连接波导管，用于基于高频电信号输出横电磁波信号至波导管；

5、波导管运行于单模状态，用于插入测试液面内，基于横电磁波信号产生单模的横电波信号或者单模的横磁波信号，并沿着波导管轴向传输，以通过测试液面产生反射信号；

6、信号处理模组的输入端通过同轴线连接波导管，用于接收波导管内产生的反射信号，确定输出高频电信号到接收反射信号的时间差，基于时间差进行液位计算。

7、在第二方面，本申请实施例提供了一种波导液位计的液位测量方法，应用于如第一方面的波导液位计，包括：

8、控制信号处理模组输出高频电信号至同轴线，通过同轴线基于高频电信号输出横电磁波信号至波导管；

9、通过波导管基于横电磁波信号产生单模的横电波信号或者单模的横磁波信号，并沿着波导管轴向传输，以通过测试液面产生反射信号；

10、通过信号处理模组接收波导管内产生的反射信号，确定输出高频电信号到接收反射信号的时间差，基于时间差进行液位计算。

11、在第三方面，本申请实施例提供了一种波导液位计的液位测量装置，包括：

12、输出模块，用于控制信号处理模组输出高频电信号至同轴线，通过同轴线基于高频电信号输出横电磁波信号至波导管；

13、反射模块，用于通过波导管基于横电磁波信号产生单模的横电波信号或者单模的横磁波信号，并沿着波导管轴向传输，以通过测试液面产生反射信号；

14、计算模块，用于通过信号处理模组接收波导管内产生的反射信号，确定输出高频电信号到接收反射信号的时间差，基于时间差进行液位计算。

15、在第四方面，本申请实施例提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的波导液位计的液位测量方法。

16、本申请实施例通过控制信号处理模组输出高频电信号至同轴线，通过同轴线基于高频电信号输出横电磁波信号至波导管；波导管运行于单模状态，用于插入测试液面内，通过波导管基于横电磁波信号产生单模的横电波信号或者单模的横磁波信号，并沿着波导管轴向传输，以通过测试液面产生反射信号；通过信号处理模组接收波导管内产生的反射信号，确定输出高频电信号到接收反射信号的时间差，基于时间差进行液位计算。采用上述技术手段，通过波导管限制检测信号在管内定向传输，以此可以避免狭小检测空间出现多种反射信号导致液位测量误差的情况，提升液位测量精准度。并且，利用波导管传输单模横电波信号或者横磁波信号的特性，可以进一步避免噪声信号干扰，优化液位测量精度。同时波导管有效限制了检测信号的传播速度，使得信号时间差的检测更为精准，更进一步提升了液位测量的精准度。

技术特征：

1.一种波导液位计，其特征在于，包括信号处理模组、同轴线和波导管；

2.根据权利要求1所述的波导液位计，其特征在于，所述波导管为矩形波导管，所述矩形波导管的管壁上设置有开孔。

3.根据权利要求2所述的波导液位计，其特征在于，所述开孔为小于设定尺寸的条形孔，且所述条形孔设于所述矩形波导管的宽面管壁的情况下，所述条形孔的长度方向与所述矩形波导管的轴向平行，所述条形孔设于所述矩形波导管的窄面管壁的情况下，所述条形孔的长度方向与所述矩形波导管的轴向垂直。

4.根据权利要求1所述的波导液位计，其特征在于，所述基于所述时间差进行液位计算，包括：

5.根据权利要求4所述的波导液位计，其特征在于，在所述波导管为矩形波导管的情况下，所述群速信息基于所述矩形波导管的横截面的长度和宽度确定。

6.根据权利要求1-5任一所述的波导液位计，其特征在于，所述信号处理模组包括控制器、时间数字转换器、信号发射模块和信号接收模块；

7.根据权利要求6所述的波导液位计，其特征在于，所述信号处理模组还包括定向耦合器，所述定向耦合器设于所述信号发射模块与所述同轴线之间，以及所述信号接收模块与所述同轴线之间，用于隔离所述高频电信号与所述反射信号。

8.根据权利要求6所述的波导液位计，其特征在于，所述信号接收模块包括依次连接的信号放大电路、检波电路和整形电路，所述信号放大电路用于对所述反射信号进行信号放大，所述检波电路用于基于信号放大的所述反射信号输出脉冲信号包络，所述整形电路用于基于输出的所述脉冲信号包络生成矩形波，以进行所述时间差的计算。

9.一种波导液位计的液位测量方法，应用于如权利要求1-8任一所述的波导液位计，其特征在于，包括：

10.一种波导液位计的液位测量装置，其特征在于，包括：

11.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求9所述的波导液位计的液位测量方法。

技术总结本申请实施例公开了一种波导液位计、液位测量方法、装置及存储介质。本申请实施例提供的技术方案，通过控制信号处理模组输出高频电信号至同轴线，通过同轴线基于高频电信号输出横电磁波信号至波导管；波导管运行于单模状态，用于插入测试液面内，通过波导管基于横电磁波信号产生单模的横电波信号或者单模的横磁波信号，并沿着波导管轴向传输，以通过测试液面产生反射信号；通过信号处理模组接收波导管内产生的反射信号，确定输出高频电信号到接收反射信号的时间差，基于时间差进行液位计算。采用上述技术手段，通过波导管限制检测信号在管内定向传输，以此可以避免狭小检测空间出现多种反射信号导致液位测量误差的情况，提升液位测量精准度。技术研发人员：罗青松受保护的技术使用者：广州极飞科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25