一種信號(hào)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(hào)處理方法和裝置。該方法首先通過(guò)低頻采樣的方式對(duì)原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到回波曲線，從而對(duì)原始回波信號(hào)中的有效回波信號(hào)的位置進(jìn)行粗略定位。進(jìn)而，根據(jù)粗略定位得到的位置信息，對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，從而得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。本發(fā)明對(duì)效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，而并非對(duì)所有的原始回波信號(hào)均進(jìn)行高頻采樣，從而在保證雷達(dá)物位計(jì)的分辨率的同時(shí)，提高雷達(dá)物位計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度。
【專利說(shuō)明】一種信號(hào)處理方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及料位測(cè)量，更具體的說(shuō)是涉及一種信號(hào)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(jì)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上存在的物位計(jì)以雷達(dá)物位計(jì)為主，比如:導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)和脈沖雷達(dá)物位計(jì)。
[0003]其工作原理為:由信號(hào)輸出單元輸出的脈沖信號(hào)通過(guò)導(dǎo)波桿或天線發(fā)射出去，遇到被測(cè)介質(zhì)時(shí)，部分脈沖信號(hào)被反射回來(lái)。雷達(dá)物位計(jì)通過(guò)智能軟件對(duì)原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，得到有效回波，從而計(jì)算出被測(cè)介質(zhì)的料位傳播。如果采樣頻率較低，則儀表本身測(cè)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(duì)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(hào)處理方法和裝置，以在保證雷達(dá)物位計(jì)的分辨率的同時(shí)，提高雷達(dá)物位計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種信號(hào)處理方法，所述方法應(yīng)用于雷達(dá)物位計(jì)，包括:
[0007]對(duì)由被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行低頻采樣，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)；
[0008]對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行處理，得到回波曲線；
[0009]根據(jù)所述回波曲線對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行粗略定位；
[0010]根據(jù)粗略定位得到的位置信息，通過(guò)高頻采樣對(duì)所述有效回波信號(hào)進(jìn)行采集，得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述對(duì)所述多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行處理，得到回波曲線，包括:
[0012]按照預(yù)設(shè)算法，對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行計(jì)算，得到與所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的多個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)；
[0013]根據(jù)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)和所述多個(gè)虛假目標(biāo)點(diǎn)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(dá)物位計(jì)輸出所述有效回波信號(hào)。
[0015]一種信號(hào)處理裝置，所述裝置包括:
[0016]按照預(yù)設(shè)頻率，對(duì)由被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的采樣單元；
[0017]按照預(yù)設(shè)算法對(duì)所述采樣單元的采樣結(jié)果進(jìn)行處理，得到回波曲線的信號(hào)處理單元;
[0018]根據(jù)所述回波曲線對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)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(guò)高頻采樣對(duì)所述有效回波信號(hào)進(jìn)行采集，得到真實(shí)的有效回波信號(hào)精確定位單元。[0020]優(yōu)選的，所述信號(hào)處理單元包括:
[0021]按照預(yù)設(shè)算法，對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行計(jì)算，得到與所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)--對(duì)應(yīng)的多個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的第一計(jì)算單元；
[0022]根據(jù)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)和所述多個(gè)虛假目標(biāo)點(diǎn)的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線的第二計(jì)算單元。
[0023]優(yōu)選的，所述裝置還包括:存儲(chǔ)所述采樣單元通過(guò)低頻采樣和高頻采樣采集到的目標(biāo)點(diǎn)的存儲(chǔ)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(chǔ)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(hào)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(hào)處理方法和裝置。該方法首先通過(guò)低頻采樣的方式對(duì)原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到回波曲線，從而對(duì)原始回波信號(hào)中的有效回波信號(hào)的位置進(jìn)行粗略定位。進(jìn)而，根據(jù)粗略定位得到的位置信息，對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，從而得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。本發(fā)明對(duì)效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，而并非對(duì)所有的原始回波信號(hào)均進(jìn)行高頻采樣，從而在保證雷達(dá)物位計(jì)的分辨率的同時(shí)，提高雷達(dá)物位計(jì)對(duì)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(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(hào)處理方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0031]圖2示出了本發(fā)明一種信號(hào)處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]參見圖1示出了本發(fā)明一種信號(hào)處理方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。該方法應(yīng)用于導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)和脈沖雷達(dá)物位計(jì)對(duì)被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)的處理。
[0034]該方法包括:
[0035]101:對(duì)由被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行低頻采樣，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)。
[0036]導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)或脈沖雷達(dá)物位計(jì)的信號(hào)發(fā)射單元輸出的電磁信號(hào)或脈沖信號(hào)到達(dá)被測(cè)介質(zhì)的與空氣的界面時(shí)，由于介電常數(shù)發(fā)生變化，因而會(huì)在被測(cè)介質(zhì)的表面生成原始回波信號(hào)。需要說(shuō)明的是，由于外界的影響，該原始回波信號(hào)中包含有效回波信號(hào)和干擾信號(hào)，導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)和脈沖雷達(dá)物位計(jì)需要識(shí)別原始回波信號(hào)中的有效回波信號(hào)，從而測(cè)量被測(cè)介質(zhì)的物位。
[0037]在本實(shí)施例中，本發(fā)明首先對(duì)經(jīng)過(guò)被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行低頻采用，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)，比如:使用較低頻率的采樣速度采集1000個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)。
[0038]102:對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行處理，得到回波曲線。
[0039]需要說(shuō)明的是，該過(guò)程包括:
[0040]步驟A:按照預(yù)設(shè)算法，對(duì)多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行計(jì)算，得到與多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)--對(duì)應(yīng)的多個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)。
[0041]下面以1000個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)為例，介紹如何得到虛擬目標(biāo)點(diǎn):
[0042]首先將第1000個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值作為第1000個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值。
[0043]比較第999個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值與第1000個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值大小，當(dāng)前者大于后者時(shí)，將第1000個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值加I作為第999個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值大小，當(dāng)后者大于前者時(shí)，將第1000個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值減2作為第999個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值大小。采用上述的算法，依次得到1000個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的幅值大小。
[0044]步驟B:根據(jù)多個(gè) 原始目標(biāo)點(diǎn)和多個(gè)虛假目標(biāo)點(diǎn)的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線。
[0045]用多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值減去與多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛擬目標(biāo)點(diǎn)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(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行粗略定位。
[0047]需要說(shuō)明的是，由于被測(cè)介質(zhì)不同，因而反射回來(lái)的原始回波信號(hào)也不同，對(duì)原始回波信號(hào)中有效回波進(jìn)行粗略定位的方式也相對(duì)不同。目前，通過(guò)計(jì)算波峰大小或波形所占據(jù)的面積的因素，對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行定位。
[0048]104:根據(jù)粗略定位得到的位置信息，通過(guò)高頻采樣對(duì)所述有效回波信號(hào)進(jìn)行采集，得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。
[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(hào)的精度較低。為了提高有效回波信號(hào)的精度，在步驟103確定有效回波的位置后，對(duì)處于該位置的有效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，從而得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。
[0050]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種信號(hào)處理方法。該方法首先通過(guò)低頻采樣的方式對(duì)原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到回波曲線，從而對(duì)原始回波信號(hào)中的有效回波信號(hào)的位置進(jìn)行粗略定位。進(jìn)而，根據(jù)粗略定位得到的位置信息，對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，從而得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。本發(fā)明只是對(duì)效回波信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，而并非對(duì)所有的原始回波信號(hào)均進(jìn)行高頻采樣，從而在保證雷達(dá)物位計(jì)的分辨率的同時(shí)，提高雷達(dá)物位計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度。
[0051]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明還公開了與上述信號(hào)處理方法相適用的信號(hào)處理裝置。參見圖2示出了本發(fā)明一種信號(hào)處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]在本實(shí)施例中，該裝置包括:
[0053]按照預(yù)設(shè)頻率，對(duì)由被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的采樣單元21,
[0054]按照預(yù)設(shè)算法對(duì)所述采樣單元的采樣結(jié)果進(jìn)行處理，得到回波曲線的信號(hào)處理單元22，其中，該信號(hào)處理單元22包括:按照預(yù)設(shè)算法，對(duì)多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行計(jì)算，得到與多個(gè)述原始目標(biāo)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的第一計(jì)算單元31和根據(jù)多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)和多個(gè)虛假目標(biāo)點(diǎn)的幅值差，得到回波曲線的第二計(jì)算單元32。
[0055]與信號(hào)處理單元相連，根據(jù)回波曲線對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)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(guò)高頻采樣對(duì)所述有效回波信號(hào)進(jìn)行采集，得到真實(shí)的有效回波信號(hào)精確定位單元24。
[0057]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，該裝置還包括:存儲(chǔ)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(chǔ)單元25。進(jìn)而，信號(hào)處理單元22對(duì)存儲(chǔ)單元25存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“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(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0060]本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞`進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0061]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)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(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)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(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種信號(hào)處理方法，所述方法應(yīng)用于雷達(dá)物位計(jì)，其特征在于，包括: 對(duì)由被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行低頻采樣，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)； 對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行處理，得到回波曲線； 根據(jù)所述回波曲線對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)行粗略定位； 根據(jù)粗略定位得到的位置信息，通過(guò)高頻采樣對(duì)所述有效回波信號(hào)進(jìn)行采集，得到真實(shí)的有效回波信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行處理，得到回波曲線，包括: 按照預(yù)設(shè)算法，對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行計(jì)算，得到與所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的多個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)； 根據(jù)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)和所述多個(gè)虛假目標(biāo)點(diǎn)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(dá)物位計(jì)輸出所述有效回波信號(hào)。
4.一種信號(hào)處理裝置，其特征在于，所述裝置包括: 按照預(yù)設(shè)頻率，對(duì)由被測(cè)介質(zhì)反射回來(lái)的原始回波信號(hào)進(jìn)行采樣，得到多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的采樣單元； 按照預(yù)設(shè)算法對(duì)所述采樣單元的采樣結(jié)果進(jìn)行處理，得到回波曲線的信號(hào)處理單元； 根據(jù)所述回波曲線對(duì)有效回波信號(hào)進(jìn)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(guò)高頻采樣對(duì)所述有效回波信號(hào)進(jìn)行采集，得到真實(shí)的有效回波信號(hào)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(hào)處理單元包括: 按照預(yù)設(shè)算法，對(duì)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)的幅值進(jìn)行計(jì)算，得到與所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)虛擬目標(biāo)點(diǎn)的第一計(jì)算單元； 根據(jù)所述多個(gè)原始目標(biāo)點(diǎn)和所述多個(gè)虛假目標(biāo)點(diǎn)的幅值，按照預(yù)設(shè)算法得到回波曲線的第二計(jì)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(chǔ)所述采樣單元通過(guò)低頻采樣和高頻采樣采集到的目標(biāo)點(diǎn)的存儲(chǔ)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(chǔ)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(hào)的顯不器。
【文檔編號(hào)】G01F23/284GK103674177SQ201310703615
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司