雷達液位計是通過對發射信號進行頻率調制,將距離信號轉換成線性頻率信號,從而達到測距的目的測量儀表。所以說信號處理算法對雷達液位計測量(liang)是(shi)(shi)否(fou)準確(que)是(shi)(shi)否(fou)可靠,都(dou)有著(zhu)重要的(de)影響。我(wo)們必須要了(le)解信(xin)號處理的(de)流程,更(geng)(geng)好的(de)了(le)解雷達液位(wei)計,最(zui)終目的(de)是(shi)(shi)更(geng)(geng)好的(de)使用它從而(er)達到最(zui)佳測量(liang)結果。
雷達液位計的信號處理步驟有四步,第一步是前期處理,包括采樣和濾波,在雷達液位計的工程應用中,天線接收到的信號經過T/R分量接收后下變頻為零中頻信號,再經過低通濾波器得到比較平坦的回波信號,最后通過AID接收,存儲成為接收數字的有效序列。在整個采樣過程中,為了不對后期的信號處理造成太大的干擾,雷達液位計通常只對實際工況的測量范圍進行采樣。這個時域結果的宏觀表示就是設定范圍。然后要對數據進行一系列的處理,例如噪聲數據處理和缺失數據處理。第二步是回波信號提取技術,可以有效提取回波信號的方法有,小波提取算法,利用小波變換將特征向量分解為小波金字塔結構,并對其進行歸一化閾值算法處理。還有回波特征提取算法利用信號的時域特征,采用自適應算術平均法對信號進行處理。與傳統閾值提取算法相比,針對單脈沖雷達回波信號的優缺點,工程上采用極值法對信號進行有效處理。極值法的基本思想是一次性提取雷達物位計回波信號中的極值點(dian),然后從極值點(dian)中分離(li)出有(you)效目標(biao)反(fan)射(she)電磁波。
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第三(san)步(bu)是(shi)(shi)工況篩選技術,一種(zhong)是(shi)(shi)綜(zong)(zong)合(he)評判分(fen)析(xi)(xi),主要基于基本電磁波(bo)的時域反射特(te)性(xing),但在實際工程應用中,會出(chu)現(xian)多(duo)種(zhong)因(yin)素綜(zong)(zong)合(he)作(zuo)用的結(jie)果(guo)。各(ge)種(zhong)工業條件(jian)的數(shu)(shu)據(ju)(ju)量(liang)化(hua)(hua)(hua)。以下是(shi)(shi)綜(zong)(zong)合(he)評價分(fen)析(xi)(xi)的一般步(bu)驟:一、使(shi)用綜(zong)(zong)合(he)評價分(fen)析(xi)(xi)的前提是(shi)(shi)對(dui)各(ge)個工況的數(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)(jin)行收(shou)集、整(zheng)理、量(liang)化(hua)(hua)(hua)和檢(jian)驗。然后,根據(ju)(ju)不(bu)同的操作(zuo)條件(jian)對(dui)各(ge)種(zhong)參(can)數(shu)(shu)進(jin)(jin)行加(jia)權。最(zui)(zui)后根據(ju)(ju)工況設置,對(dui)整(zheng)個測量(liang)回波(bo)結(jie)果(guo)進(jin)(jin)行加(jia)權評分(fen)。識別和監控得分(fen)最(zui)(zui)高的回波(bo)以進(jin)(jin)行后續距(ju)離(li)(li)(li)計(ji)(ji)算(suan)(suan)。另一種(zhong)是(shi)(shi)動態分(fen)析(xi)(xi),主要思想(xiang)是(shi)(shi)以不(bu)斷變化(hua)(hua)(hua)的液(ye)位(wei)信(xin)號(hao)(hao)為(wei)研究(jiu)對(dui)象,利用雷達的動態目標(biao)跟蹤技術和優化(hua)(hua)(hua)的自(zi)回歸數(shu)(shu)據(ju)(ju)處理算(suan)(suan)法,最(zui)(zui)終找到符合(he)實際和工業的回波(bo)液(ye)位(wei)。最(zui)(zui)后一步(bu)是(shi)(shi)距(ju)離(li)(li)(li)計(ji)(ji)算(suan)(suan)技術,如果(guo)要將濾波(bo)后的液(ye)位(wei)信(xin)號(hao)(hao)轉換成距(ju)離(li)(li)(li)信(xin)息輸出(chu),則需(xu)要經過(guo)距(ju)離(li)(li)(li)計(ji)(ji)算(suan)(suan)算(suan)(suan)法進(jin)(jin)行處理。根據(ju)(ju)測距(ju)節點(dian)選擇(ze)方法的不(bu)同,計(ji)(ji)算(suan)(suan)液(ye)位(wei)距(ju)離(li)(li)(li)最(zui)(zui)主流的方法是(shi)(shi)脈寬中值取樣(yang)式、上升(sheng)沿(yan)取樣(yang)式、下降(jiang)沿(yan)取樣(yang)式,這(zhe)三(san)種(zhong)。
以上就是雷達液位計(ji)信號處理的(de)(de)流程,就像我開頭(tou)所(suo)說(shuo),信號處理算(suan)法對雷達液位計(ji)的(de)(de)測量精(jing)確度、可靠性都起(qi)著重(zhong)要作用。無論是雷達液位計(ji)行業中的(de)(de)技術人員(yuan)或(huo)是使用者,都應(ying)該(gai)對這部(bu)分知識有所(suo)了(le)解。
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