艦艇用具有測溫功能的導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng).pdf

1、導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng)作為一種新興的工業(yè)測量儀表，由于其不受各種惡劣環(huán)境條件的影響，且具有很強的穿透力、可耐真空、耐高壓等特點，逐漸地在工業(yè)各領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng)已經(jīng)在諸如化工、電力、石油等眾多領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速平穩(wěn)增長，隨著中國制造不斷地走出去，對于該測量系統(tǒng)的需求也在不斷地增加。
　　眾所周知，液體的高度信息及溫度信息是工業(yè)領(lǐng)域中非常重要的參數(shù)指標(biāo)，但目前市

2、面上的導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng)大都只能對液體的高度進(jìn)行測量，而很少能夠有儀表實現(xiàn)在測量液體高度的同時又能夠測量液體的溫度。為此，筆者通過查閱國內(nèi)外的大量文獻(xiàn)資料，分析各種物位測量儀表的發(fā)展歷程，提出了一種采用工業(yè)熱電偶作為導(dǎo)波桿的具有測溫功能的導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能測量液體高度，又能通過分時復(fù)用的方式對所測物質(zhì)的溫度進(jìn)行測量。
　　具有測溫功能的導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng)在進(jìn)行液位測量時使用的關(guān)鍵技術(shù)是時域反射原理(Time-Do

3、main Reflectometry,TDR)與等效采樣原理，而在進(jìn)行液位溫度測量時采用了熱電偶的冷端補償器方法對熱電偶冷端進(jìn)行補償，在數(shù)據(jù)處理中加入了 PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Proportional-Integral-Derivative Neural Network,PIDNN)算法，使得本系統(tǒng)測溫速率快、精確度高。
　　本論文對具有測溫功能的導(dǎo)波雷達(dá)液位測量系統(tǒng)整體方案設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并探討了硬件各主要模塊設(shè)計和軟件各主要模

4、塊設(shè)計，還重點分析了信號采集與處理方法，指出了回波信號及溫度信號中各干擾噪聲的產(chǎn)生原因。
　　通過比較分析多種處理方案，筆者最終選用了等效采樣法來進(jìn)行對信號的采集、處理。
　　在處理液位信號時，筆者通過分析常用的去噪算法，提出了基于滑動窗的閾值去噪算法；在對溫度信號處理時，筆者提出了基于格拉布斯準(zhǔn)則的數(shù)字濾波算法，并建立了具有自學(xué)習(xí)功能的PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法模型，以此來對后續(xù)信號進(jìn)行更好的處理，提高了精確度和測量的速度。<