雷达物位计的应用研究及算法改进

论文摘要

雷达物位计作为90年代出现的物位探测仪表,获得了广泛和成功的应用。加强和优化雷达物位计的性能,很重要的工作是进一步丰富和完善雷达物位计的信号处理和识别算法,以及对雷达物位计的应用知识进行研究和总结。论文分两部分,第一部分包括第二,第三和第四章,关注雷达物位计的信号处理和识别算法。第二部分包括第五章,着重于雷达物位计的应用中的影响因素的分析和改善方法。在第一部分中,从频率源、天线形式、微波的测量技术以及信号的检测和处理算法等几方面介绍了微波物位计的设计要素;并对工业过程中的应用工况进行了较全面的介绍,阐明了工业测量过程中物位测量要求的多样性和复杂性。重点介绍了雷达物位计的基本的信号处理方法,信号识别基本算法和进一步的细分算法。提出了针对复杂测量工况的挑战,如高物位时的信号测量,低介电常数的介质的低液位的测量等,以及应对这些挑战在信号识别方面的改进方法。这些是雷达物位计继续完善所必须要解决的问题。第二部分介绍了雷达物位计的使用中的安装方式,位置影响,以及影响物位计信号强度和精度的各种因素,如测量介质的气相情况,罐体在静压下的形变等,对这些影响进行了定性或定量的分析。详细叙述了实际可行的微波物位计的测量值修正方法,如罐体高度变化的修正、等比例变换修正和非线性修正等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 雷达物位计
• 1.2 雷达物位计的应用工况分类
• 2 雷达物位计的设计要素
• 2.1 频率源
• 2.2 天线技术
• 2.3 雷达波的测量技术
• 2.3.1 信号的采样
• 2.3.2 信号识别
• 2.3.3 信号定位
• 2.4 信号的检测和处理算法
• 本章小结
• 3 脉冲法雷达物位计的信号处理
• 3.1 信号采集
• 3.2 信号处理
• 3.2.1 信号处理的原则选择
• 3.2.2 信号的统计平均
• 3.2.3 信号的平滑处理
• 3.3 基本识别算法
• 3.3.1 信号挑选/识别的判据一
• 3.3.2 信号挑选/识别的判据二
• 3.3.3 信号挑选/识别的判据三
• 3.4 细分识别算法
• 3.4.1 回波信号的综合评定标准
• 3.4.2 信号的优先处理
• 3.5 信号定位
• 3.5.1 脉冲形信号的定位点选择
• 3.5.2 驼峰信号的处理
• 3.5.3 其他的信号定位方式
• 3.6 信号阻尼
• 3.6.1 测量值平均
• 3.6.2 测量值阻尼
• 本章小结
• 4 雷达物位计算法的分析与改进
• 4.1 探测距离可变
• 4.2 上部屏蔽区
• 4.3 没有信号（失波）时的处理
• 4.4 信号锁定（搜索窗）
• 4.5 高液位信号的检测
• 4.6 低介电常数介质储罐中低液位信号的处理—罐底监测功能
• 4.7 仪表对信号锁定状态的解除
• 本章小结
• 5 高精度雷达物位计应用研究
• 5.1 安装方式和安装位置
• 5.1.1 安装方式
• 5.1.2 安装位置
• 5.2 信号的反射情况-强度（本质）
• 5.3 测量介质气相状况的影响
• 5.4 雷达物位计的安装和使用场合的变化及其修正
• 5.4.1 变化因素
• 5.4.2 雷达物位计的测量值修正
• 5.4.3 罐体高度变化的修正
• 5.4.4 等比例变换修正
• 5.4.5 非线性修正
• 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文