一種信號處理方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開提供了一種信號處理方法和裝置。該方法首先通過低頻采樣的方式對原始回波信號進行采樣，并對采樣結(jié)果進行相應(yīng)的處理，得到回波曲線，從而對原始回波信號中的有效回波信號的位置進行粗略定位。進而，根據(jù)粗略定位得到的位置信息，對有效回波信號進行高頻采樣，從而得到真實的有效回波信號。本發(fā)明對效回波信號進行高頻采樣，而并非對所有的原始回波信號均進行高頻采樣，從而在保證雷達物位計的分辨率的同時，提高雷達物位計對數(shù)據(jù)的處理速度。
【專利說明】一種信號處理方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及料位測量，更具體的說是涉及一種信號處理方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油和化工工業(yè)的發(fā)展，物位計在工業(yè)自動控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前市場上存在的物位計以雷達物位計為主，比如:導(dǎo)波雷達物位計和脈沖雷達物位計。
[0003]其工作原理為:由信號輸出單元輸出的脈沖信號通過導(dǎo)波桿或天線發(fā)射出去，遇到被測介質(zhì)時，部分脈沖信號被反射回來。雷達物位計通過智能軟件對原始回波信號進行采樣，得到有效回波，從而計算出被測介質(zhì)的料位傳播。如果采樣頻率較低，則儀表本身測量的分辨率比較低，反之如果采樣頻率較高，則降低了儀表對數(shù)據(jù)的處理速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種信號處理方法和裝置，以在保證雷達物位計的分辨率的同時，提高雷達物位計對數(shù)據(jù)的處理速度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種信號處理方法，所述方法應(yīng)用于雷達物位計，包括:
[0007]對由被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行低頻采樣，得到多個原始目標(biāo)點；
[0008]對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行處理，得到回波曲線；
[0009]根據(jù)所述回波曲線對有效回波信號進行粗略定位；
[0010]根據(jù)粗略定位得到的位置信息，通過高頻采樣對所述有效回波信號進行采集，得到真實的有效回波信號。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述對所述多個目標(biāo)點的幅值進行處理，得到回波曲線，包括:
[0012]按照預(yù)設(shè)算法，對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行計算，得到與所述多個原始目標(biāo)點 對應(yīng)的多個虛擬目標(biāo)點；
[0013]根據(jù)所述多個原始目標(biāo)點和所述多個虛假目標(biāo)點的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線。
[0014]優(yōu)選的，所述方法還包括:向所述雷達物位計輸出所述有效回波信號。
[0015]一種信號處理裝置，所述裝置包括:
[0016]按照預(yù)設(shè)頻率，對由被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行采樣，得到多個原始目標(biāo)點的采樣單元；
[0017]按照預(yù)設(shè)算法對所述采樣單元的采樣結(jié)果進行處理，得到回波曲線的信號處理單元;
[0018]根據(jù)所述回波曲線對有效回波信號進行粗略定位的粗略定位單元；
[0019]根據(jù)粗略定位得到的位置信息，控制所述采樣單元通過高頻采樣對所述有效回波信號進行采集，得到真實的有效回波信號精確定位單元。[0020]優(yōu)選的，所述信號處理單元包括:
[0021]按照預(yù)設(shè)算法，對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行計算，得到與所述多個原始目標(biāo)點--對應(yīng)的多個虛擬目標(biāo)點的第一計算單元；
[0022]根據(jù)所述多個原始目標(biāo)點和所述多個虛假目標(biāo)點的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線的第二計算單元。
[0023]優(yōu)選的，所述裝置還包括:存儲所述采樣單元通過低頻采樣和高頻采樣采集到的目標(biāo)點的存儲單元。
[0024]優(yōu)選的，所述裝置還包括:將所述采樣單元采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述存儲單元的數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0025]優(yōu)選的，所述采樣單元采用AD采樣單元。
[0026]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用DMA數(shù)據(jù)傳輸單元。[0027]優(yōu)選的，所述裝置還包括:顯示所述有效回波信號的顯示器。
[0028]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種信號處理方法和裝置。該方法首先通過低頻采樣的方式對原始回波信號進行采樣，并對采樣結(jié)果進行相應(yīng)的處理，得到回波曲線，從而對原始回波信號中的有效回波信號的位置進行粗略定位。進而，根據(jù)粗略定位得到的位置信息，對有效回波信號進行高頻采樣，從而得到真實的有效回波信號。本發(fā)明對效回波信號進行高頻采樣，而并非對所有的原始回波信號均進行高頻采樣，從而在保證雷達物位計的分辨率的同時，提高雷達物位計對數(shù)據(jù)的處理速度，提高儀表的響應(yīng)速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1示出了本發(fā)明一種信號處理方法的一個實施例的流程示意圖；
[0031]圖2示出了本發(fā)明一種信號處理裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]參見圖1示出了本發(fā)明一種信號處理方法的一個實施例的流程示意圖。該方法應(yīng)用于導(dǎo)波雷達物位計和脈沖雷達物位計對被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號的處理。
[0034]該方法包括:
[0035]101:對由被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行低頻采樣，得到多個原始目標(biāo)點。
[0036]導(dǎo)波雷達物位計或脈沖雷達物位計的信號發(fā)射單元輸出的電磁信號或脈沖信號到達被測介質(zhì)的與空氣的界面時，由于介電常數(shù)發(fā)生變化，因而會在被測介質(zhì)的表面生成原始回波信號。需要說明的是，由于外界的影響，該原始回波信號中包含有效回波信號和干擾信號，導(dǎo)波雷達物位計和脈沖雷達物位計需要識別原始回波信號中的有效回波信號，從而測量被測介質(zhì)的物位。
[0037]在本實施例中，本發(fā)明首先對經(jīng)過被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行低頻采用，得到多個原始目標(biāo)點，比如:使用較低頻率的采樣速度采集1000個原始目標(biāo)點。
[0038]102:對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行處理，得到回波曲線。
[0039]需要說明的是，該過程包括:
[0040]步驟A:按照預(yù)設(shè)算法，對多個原始目標(biāo)點的幅值進行計算，得到與多個原始目標(biāo)點--對應(yīng)的多個虛擬目標(biāo)點。
[0041]下面以1000個原始目標(biāo)點為例，介紹如何得到虛擬目標(biāo)點:
[0042]首先將第1000個原始目標(biāo)點的幅值作為第1000個虛擬目標(biāo)點的幅值。
[0043]比較第999個原始目標(biāo)點的幅值與第1000個虛擬目標(biāo)點的幅值大小，當(dāng)前者大于后者時，將第1000個虛擬目標(biāo)點的幅值加I作為第999個虛擬目標(biāo)點的幅值大小，當(dāng)后者大于前者時，將第1000個虛擬目標(biāo)點的幅值減2作為第999個虛擬目標(biāo)點的幅值大小。采用上述的算法，依次得到1000個虛擬目標(biāo)點的幅值大小。
[0044]步驟B:根據(jù)多個 原始目標(biāo)點和多個虛假目標(biāo)點的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線。
[0045]用多個原始目標(biāo)點的幅值減去與多個原始目標(biāo)點對應(yīng)的虛擬目標(biāo)點的幅值，并繪制成波形圖，從而得到回波曲線。
[0046]103:根據(jù)所述回波曲線對有效回波信號進行粗略定位。
[0047]需要說明的是，由于被測介質(zhì)不同，因而反射回來的原始回波信號也不同，對原始回波信號中有效回波進行粗略定位的方式也相對不同。目前，通過計算波峰大小或波形所占據(jù)的面積的因素，對有效回波信號進行定位。
[0048]104:根據(jù)粗略定位得到的位置信息，通過高頻采樣對所述有效回波信號進行采集，得到真實的有效回波信號。
[0049]由于步驟101中的采樣頻率較低，因而找到的有效回波信號的精度較低。為了提高有效回波信號的精度，在步驟103確定有效回波的位置后，對處于該位置的有效回波信號進行高頻采樣，從而得到真實的有效回波信號。
[0050]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種信號處理方法。該方法首先通過低頻采樣的方式對原始回波信號進行采樣，并對采樣結(jié)果進行相應(yīng)的處理，得到回波曲線，從而對原始回波信號中的有效回波信號的位置進行粗略定位。進而，根據(jù)粗略定位得到的位置信息，對有效回波信號進行高頻采樣，從而得到真實的有效回波信號。本發(fā)明只是對效回波信號進行高頻采樣，而并非對所有的原始回波信號均進行高頻采樣，從而在保證雷達物位計的分辨率的同時，提高雷達物位計對數(shù)據(jù)的處理速度。
[0051]需要說明的是，本發(fā)明還公開了與上述信號處理方法相適用的信號處理裝置。參見圖2示出了本發(fā)明一種信號處理裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]在本實施例中，該裝置包括:
[0053]按照預(yù)設(shè)頻率，對由被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行采樣，得到多個原始目標(biāo)點的采樣單元21,
[0054]按照預(yù)設(shè)算法對所述采樣單元的采樣結(jié)果進行處理，得到回波曲線的信號處理單元22，其中，該信號處理單元22包括:按照預(yù)設(shè)算法，對多個原始目標(biāo)點的幅值進行計算，得到與多個述原始目標(biāo)點一一對應(yīng)的多個虛擬目標(biāo)點的第一計算單元31和根據(jù)多個原始目標(biāo)點和多個虛假目標(biāo)點的幅值差，得到回波曲線的第二計算單元32。
[0055]與信號處理單元相連，根據(jù)回波曲線對有效回波信號進行粗略定位的粗略定位單元23 ；
[0056]以及根據(jù)粗略定位得到的位置信息，控制所述采樣單元通過高頻采樣對所述有效回波信號進行采集，得到真實的有效回波信號精確定位單元24。
[0057]需要說明的是，在本實施例中，該裝置還包括:存儲單元25和數(shù)據(jù)傳輸單元26。當(dāng)采樣單元21完成采樣后，該裝置觸發(fā)數(shù)據(jù)傳輸單元26將采樣單元21采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至存儲單元25。進而，信號處理單元22對存儲單元25存儲的數(shù)據(jù)進行處理。
[0058]可選的，該采樣單元21采用AD采樣單元，數(shù)據(jù)傳輸單元26采用DMA數(shù)據(jù)傳輸單
J Li ο
[0059]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0060]本說明書中各個實施例采用遞`進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0061]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種信號處理方法，所述方法應(yīng)用于雷達物位計，其特征在于，包括: 對由被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行低頻采樣，得到多個原始目標(biāo)點； 對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行處理，得到回波曲線； 根據(jù)所述回波曲線對有效回波信號進行粗略定位； 根據(jù)粗略定位得到的位置信息，通過高頻采樣對所述有效回波信號進行采集，得到真實的有效回波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述多個目標(biāo)點的幅值進行處理，得到回波曲線，包括: 按照預(yù)設(shè)算法，對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行計算，得到與所述多個原始目標(biāo)點 對應(yīng)的多個虛擬目標(biāo)點； 根據(jù)所述多個原始目標(biāo)點和所述多個虛假目標(biāo)點的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:向所述雷達物位計輸出所述有效回波信號。
4.一種信號處理裝置，其特征在于，所述裝置包括: 按照預(yù)設(shè)頻率，對由被測介質(zhì)反射回來的原始回波信號進行采樣，得到多個原始目標(biāo)點的采樣單元； 按照預(yù)設(shè)算法對所述采樣單元的采樣結(jié)果進行處理，得到回波曲線的信號處理單元； 根據(jù)所述回波曲線對有效回波信號進行粗略定位的粗略定位單元； 根據(jù)粗略定位得到的位置信息，控制所述采樣單元通過高頻采樣對所述有效回波信號進行采集，得到真實的有效回波信號精確定位單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述信號處理單元包括: 按照預(yù)設(shè)算法，對所述多個原始目標(biāo)點的幅值進行計算，得到與所述多個原始目標(biāo)點一一對應(yīng)的多個虛擬目標(biāo)點的第一計算單元； 根據(jù)所述多個原始目標(biāo)點和所述多個虛假目標(biāo)點的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線的第二計算單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:存儲所述采樣單元通過低頻采樣和高頻采樣采集到的目標(biāo)點的存儲單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:將所述采樣單元采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述存儲單元的數(shù)據(jù)傳輸單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述采樣單元采用AD采樣單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用DMA數(shù)據(jù)傳輸單J Li ο
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:顯示所述有效回波信號的顯不器。
【文檔編號】G01F23/284GK103674177SQ201310703615
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】范耀峰, 趙俊杰, 陳俊, 劉君, 夏濤 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司