CN103674177A - 一种信号处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了一种信号处理方法和装置。该方法首先通过低频采样的方式对原始回波信号进行采样，并对采样结果进行相应的处理，得到回波曲线，从而对原始回波信号中的有效回波信号的位置进行粗略定位。进而，根据粗略定位得到的位置信息，对有效回波信号进行高频采样，从而得到真实的有效回波信号。本发明对效回波信号进行高频采样，而并非对所有的原始回波信号均进行高频采样，从而在保证雷达物位计的分辨率的同时，提高雷达物位计对数据的处理速度。

Description

一种信号处理方法和装置

技术领域

本发明涉及料位测量，更具体的说是涉及一种信号处理方法和装置。

背景技术

随着石油和化工工业的发展，物位计在工业自动控制领域得到了越来越广泛的应用。目前市场上存在的物位计以雷达物位计为主，比如：导波雷达物位计和脉冲雷达物位计。

其工作原理为：由信号输出单元输出的脉冲信号通过导波杆或天线发射出去，遇到被测介质时，部分脉冲信号被反射回来。雷达物位计通过智能软件对原始回波信号进行采样，得到有效回波，从而计算出被测介质的料位传播。如果采样频率较低，则仪表本身测量的分辨率比较低，反之如果采样频率较高，则降低了仪表对数据的处理速度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种信号处理方法和装置，以在保证雷达物位计的分辨率的同时，提高雷达物位计对数据的处理速度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种信号处理方法，所述方法应用于雷达物位计，包括：

对由被测介质反射回来的原始回波信号进行低频采样，得到多个原始目标点；

对所述多个原始目标点的幅值进行处理，得到回波曲线；

根据所述回波曲线对有效回波信号进行粗略定位；

根据粗略定位得到的位置信息，通过高频采样对所述有效回波信号进行采集，得到真实的有效回波信号。

优选的，所述对所述多个目标点的幅值进行处理，得到回波曲线，包括：

按照预设算法，对所述多个原始目标点的幅值进行计算，得到与所述多个原始目标点一一对应的多个虚拟目标点；

根据所述多个原始目标点和所述多个虚假目标点的幅值，按照预设算法得到回波曲线。

优选的，所述方法还包括：向所述雷达物位计输出所述有效回波信号。

一种信号处理装置，所述装置包括：

按照预设频率，对由被测介质反射回来的原始回波信号进行采样，得到多个原始目标点的采样单元；

按照预设算法对所述采样单元的采样结果进行处理，得到回波曲线的信号处理单元；

根据所述回波曲线对有效回波信号进行粗略定位的粗略定位单元；

根据粗略定位得到的位置信息，控制所述采样单元通过高频采样对所述有效回波信号进行采集，得到真实的有效回波信号精确定位单元。

优选的，所述信号处理单元包括：

按照预设算法，对所述多个原始目标点的幅值进行计算，得到与所述多个原始目标点一一对应的多个虚拟目标点的第一计算单元；

根据所述多个原始目标点和所述多个虚假目标点的幅值，按照预设算法得到回波曲线的第二计算单元。

优选的，所述装置还包括：存储所述采样单元通过低频采样和高频采样采集到的目标点的存储单元。

优选的，所述装置还包括：将所述采样单元采集到的数据发送至所述存储单元的数据传输单元。

优选的，所述采样单元采用AD采样单元。

优选的，所述数据传输单元采用DMA数据传输单元。

优选的，所述装置还包括：显示所述有效回波信号的显示器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种信号处理方法和装置。该方法首先通过低频采样的方式对原始回波信号进行采样，并对采样结果进行相应的处理，得到回波曲线，从而对原始回波信号中的有效回波信号的位置进行粗略定位。进而，根据粗略定位得到的位置信息，对有效回波信号进行高频采样，从而得到真实的有效回波信号。本发明对效回波信号进行高频采样，而并非对所有的原始回波信号均进行高频采样，从而在保证雷达物位计的分辨率的同时，提高雷达物位计对数据的处理速度，提高仪表的响应速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一种信号处理方法的一个实施例的流程示意图；

图2示出了本发明一种信号处理装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1示出了本发明一种信号处理方法的一个实施例的流程示意图。该方法应用于导波雷达物位计和脉冲雷达物位计对被测介质反射回来的原始回波信号的处理。

该方法包括：

101：对由被测介质反射回来的原始回波信号进行低频采样，得到多个原始目标点。

导波雷达物位计或脉冲雷达物位计的信号发射单元输出的电磁信号或脉冲信号到达被测介质的与空气的界面时，由于介电常数发生变化，因而会在被测介质的表面生成原始回波信号。需要说明的是，由于外界的影响，该原始回波信号中包含有效回波信号和干扰信号，导波雷达物位计和脉冲雷达物位计需要识别原始回波信号中的有效回波信号，从而测量被测介质的物位。

在本实施例中，本发明首先对经过被测介质反射回来的原始回波信号进行低频采用，得到多个原始目标点，比如：使用较低频率的采样速度采集1000个原始目标点。

102：对所述多个原始目标点的幅值进行处理，得到回波曲线。

需要说明的是，该过程包括：

步骤A：按照预设算法，对多个原始目标点的幅值进行计算，得到与多个原始目标点一一对应的多个虚拟目标点。

下面以1000个原始目标点为例，介绍如何得到虚拟目标点：

首先将第1000个原始目标点的幅值作为第1000个虚拟目标点的幅值。

比较第999个原始目标点的幅值与第1000个虚拟目标点的幅值大小，当前者大于后者时，将第1000个虚拟目标点的幅值加1作为第999个虚拟目标点的幅值大小，当后者大于前者时，将第1000个虚拟目标点的幅值减2作为第999个虚拟目标点的幅值大小。采用上述的算法，依次得到1000个虚拟目标点的幅值大小。

步骤B：根据多个原始目标点和多个虚假目标点的幅值，按照预设算法得到回波曲线。

用多个原始目标点的幅值减去与多个原始目标点对应的虚拟目标点的幅值，并绘制成波形图，从而得到回波曲线。

103：根据所述回波曲线对有效回波信号进行粗略定位。

需要说明的是，由于被测介质不同，因而反射回来的原始回波信号也不同，对原始回波信号中有效回波进行粗略定位的方式也相对不同。目前，通过计算波峰大小或波形所占据的面积的因素，对有效回波信号进行定位。

104：根据粗略定位得到的位置信息，通过高频采样对所述有效回波信号进行采集，得到真实的有效回波信号。

由于步骤101中的采样频率较低，因而找到的有效回波信号的精度较低。为了提高有效回波信号的精度，在步骤103确定有效回波的位置后，对处于该位置的有效回波信号进行高频采样，从而得到真实的有效回波信号。

与现有技术相比，本发明公开提供了一种信号处理方法。该方法首先通过低频采样的方式对原始回波信号进行采样，并对采样结果进行相应的处理，得到回波曲线，从而对原始回波信号中的有效回波信号的位置进行粗略定位。进而，根据粗略定位得到的位置信息，对有效回波信号进行高频采样，从而得到真实的有效回波信号。本发明只是对效回波信号进行高频采样，而并非对所有的原始回波信号均进行高频采样，从而在保证雷达物位计的分辨率的同时，提高雷达物位计对数据的处理速度。

需要说明的是，本发明还公开了与上述信号处理方法相适用的信号处理装置。参见图2示出了本发明一种信号处理装置的一个实施例的结构示意图。

在本实施例中，该装置包括：

按照预设频率，对由被测介质反射回来的原始回波信号进行采样，得到多个原始目标点的采样单元21，

按照预设算法对所述采样单元的采样结果进行处理，得到回波曲线的信号处理单元22，其中，该信号处理单元22包括：按照预设算法，对多个原始目标点的幅值进行计算，得到与多个述原始目标点一一对应的多个虚拟目标点的第一计算单元31和根据多个原始目标点和多个虚假目标点的幅值差，得到回波曲线的第二计算单元32。

与信号处理单元相连，根据回波曲线对有效回波信号进行粗略定位的粗略定位单元23；

以及根据粗略定位得到的位置信息，控制所述采样单元通过高频采样对所述有效回波信号进行采集，得到真实的有效回波信号精确定位单元24。

需要说明的是，在本实施例中，该装置还包括：存储单元25和数据传输单元26。当采样单元21完成采样后，该装置触发数据传输单元26将采样单元21采集的数据发送至存储单元25。进而，信号处理单元22对存储单元25存储的数据进行处理。

可选的，该采样单元21采用AD采样单元，数据传输单元26采用DMA数据传输单元。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种信号处理方法，所述方法应用于雷达物位计，其特征在于，包括：

对由被测介质反射回来的原始回波信号进行低频采样，得到多个原始目标点；

对所述多个原始目标点的幅值进行处理，得到回波曲线；

根据所述回波曲线对有效回波信号进行粗略定位；

根据粗略定位得到的位置信息，通过高频采样对所述有效回波信号进行采集，得到真实的有效回波信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个目标点的幅值进行处理，得到回波曲线，包括：

按照预设算法，对所述多个原始目标点的幅值进行计算，得到与所述多个原始目标点一一对应的多个虚拟目标点；

根据所述多个原始目标点和所述多个虚假目标点的幅值，按照预设算法得到回波曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：向所述雷达物位计输出所述有效回波信号。

4.一种信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：

按照预设频率，对由被测介质反射回来的原始回波信号进行采样，得到多个原始目标点的采样单元；

按照预设算法对所述采样单元的采样结果进行处理，得到回波曲线的信号处理单元；

根据所述回波曲线对有效回波信号进行粗略定位的粗略定位单元；

根据粗略定位得到的位置信息，控制所述采样单元通过高频采样对所述有效回波信号进行采集，得到真实的有效回波信号精确定位单元。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元包括：

按照预设算法，对所述多个原始目标点的幅值进行计算，得到与所述多个原始目标点一一对应的多个虚拟目标点的第一计算单元；

根据所述多个原始目标点和所述多个虚假目标点的幅值，按照预设算法得到回波曲线的第二计算单元。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：存储所述采样单元通过低频采样和高频采样采集到的目标点的存储单元。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：将所述采样单元采集到的数据发送至所述存储单元的数据传输单元。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述采样单元采用AD采样单元。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据传输单元采用DMA数据传输单元。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：显示所述有效回波信号的显示器。

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