铁水灌装雷达测试系统的开发应用及研究

摘要

在实际生活中，测量的需求是也来越大，同时对于测量精度的要求也是越来越高，特别是在工矿业，建筑业中。在钢铁冶炼中，铁水的灌装是一个不可或缺的过程，在此过程中，对于灌装时液面高度的测量进而对这一过程进行控制对提高效率和安全是有很大意义的。传统的测量：轨道称量技术，在精度上已经落后。同时诸如其他的光线测量、超声波测量，受困于铁水灌装环境的恶劣，都不是很实用。由于微波良好的特性，微波测量系统具有精度较高，不受环境的限制，适应性强等特点，利用微波测量系统，能够极大的提高灌装的精度，从而显著提高生产效率以及生产安全性。
　　 本文设计的系统的是基于调频连续波上的微波测量系统，讲述了微波测试的基本原理和测试系统的各个组成模块；深入讨论了测距系统中时间测量准确性的问题，提出了间接测量时间的方法；基于铁水罐装液面控制的微波测试系统的硬件模块的搭建，重点介绍了调频连续波雷达测试系统各组成部分，包含了锯齿波信号发生器、频率信号调制器、微波信号发射机、接收机、微波天线、信号放大器、混频器以及转换器等模块，探讨了各个模块的组成，性能标准以及在本测试系统中的应用。另外搭设了信号处理硬件模块，包含处理器、液晶显示器以及输入信号，结合本测试系统给出了信号处理硬件模块的设计准则以及处理单元电路图；同时搭设了微波测试系统的软件模块，详细的描述了各组成部分，利用软件模块对硬件系统进行优化处理，另外对信号采集流程和A\D数据转换算法进行详尽的讨论，解决了信号跨越测量周期的问题，对硬件与软件系统都进行了相关改进。
　　 最后对比了其他几种微波雷达测距系统，结果表明：本文设计的调频连续波雷达系统，在误差分析，以及信号频率检测方面都更加准确，相比其余的方案，本方案完善解决了发射信号与接收信号不在一个测量周期的问题解，提高了测量时间的准确度，对于准确控制铁水灌装液面高度起着很关键的作用。