電磁波節點料位計的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及料位計領域，特別涉及一種電磁波節點料位計。
【背景技術】
[0002]在電力、冶金、化工、礦業等工農業領域，由于自動化控制與安全監測的需要，要對容器內、設備中的固態物料的高度、位置、數量進行檢測與監控。
[0003]目前的料位檢測裝置主要分料位開關和連續監控的料位計。料位開關主要以接觸式為主，主要有射頻導納料位開關、電容料位開關、音叉式料位開關、阻旋式料位開關等，連續監控的料位計主要有雷達料位計、超聲波料位計、重錘料位計、電容式料位計、激光料位計、導波雷達料位計等。射頻導納料位計開關和電容式料位計開關在實際工作中，由于掛料的影響容易產生誤報，同時由于探桿一般比較長，容易被物料損壞，平時維護量大;音叉式料位開關、阻旋式料位開關等機械式料位開關，有比較多的機械機構方面的要求，同時由于長時間工作容易產生機械疲勞與故障，使用壽命一般都不是很長；目前的非接觸式料位計，如雷達、超聲波和激光料位計對測量的環境和安裝有非常高的要求，當測量空間環境中粉塵比較大時，很難準確測量，而且平時使用時維護量也比較大;導波雷達和電容式料位計由于導桿或者導繩上掛料，會出現比較嚴重的誤報情況，平時維護料也比較大;重錘料位計在實際測量中，由于原理與結構特點容易出現埋錘、斷錘等故障。
[0004]通過發送電磁波進行測量的料位計除依據發射與接收時間差計算距離的雷達料位計以及依據電磁波頻率相對變化的多普勒效應的雷達料位計外，還有微波料位開關，微波料位開關利用一個發射器件與一個接收器件之間構成一個電磁波通道，當物料接近這個通道時，連接電磁波接收器件的運算處理部件根據電磁波信號強度，或者是否接收到電磁波信號，判斷物料是否達到測量位置，并將判斷結果以開關量形式輸出。微波料位開關發射部分與接收部分是獨立的部件，發射部件只受到發射器件內部電路的控制，不受運算處理部件的控制。微波料位開關只是根據一個發射-接收通道的數據判斷一個點的料位信息。多組微波在同一測量空間時，由于相互的干擾，很難進行準確測量。目前國內與微波料位開關相關的專利如:國內專利號CN201220255937.X的專利“一種非接觸式檢測料倉料位的電磁波開關”是一個典型的微波料位開關，利用電磁波可以穿透某些物質的特定，將天線和被測物料隔離。國內專利CN201420013939.7 “一種高壓輥磨機微波料位檢測裝置”、國內專利CN201320892134X“一種垃圾料斗微波料位計安裝結構”，其實都是以微波料位開關為基礎，在一些具體設備上的一種應用，利用多組獨立的微波料位開關結合具體設備的具體運作，其料位測量基礎仍然是單個完整的微波料位開關，都是在用戶端(PLC或者DCS)對微波料位開關提供的已有料位信號的一種后續運用，需要用戶自己進行編輯、編程，要求用戶必須具備較高的專業技能水平。
[0005]但是，在實際運用中，特別是用于測量容器內物料料位的運用中，由于誤報頻繁、可靠性差、維護量大、定位復雜等原因導致微波料位開關并沒有被真正廣泛使用，主要原因如下:
[0006]1、無法長期可靠使用，誤報頻繁。由于測量環境以及被測物料的實際構成通常是不斷變化，不是很穩定，水分、溫度、密度、物料構成、空間揚塵濃度等都嚴重影響整個測量空間的介電特性，導致測量結果出現嚴重的偏差，被測物料的堆砌形狀也會導致測量結果偏差很大，結果誤報頻繁。
[0007]2、由于發射天線和接收天線采用的是定向天線，對于安裝位置與天線指向要求高;使用過程的振動或者天線指向的改變，導致報警錯誤。
[0008]3、由于電磁波發射單元自身元件問題，出現發射功率偏差，出現測量誤差或錯誤；
[0009]4、由于電磁波接收單元自身問題，出現接收強度的計算偏差；
[0010]5、由于實際使用時環境中水分等因素的影響，導致天線極向發生變化，引起測量偏差;
[0011]6、很難區分天線掛料還是滿料，引起誤報；
[0012]7、很難把握電磁波發射波長和功率；
[0013]8、對于有料狀態和無料狀態識別難度大，區分度小；
[0014]9、應對環境電磁干擾能力差；
[0015]10、定向放射單元損壞時測量系統無法發覺，容易出現測量誤差；
[0016]11、只能用于測量某個點是否有料位，無法檢測整體料位的變化；
[0017]12、只能提供一個有無的開關信號，應用范圍小。
[0018]13、發射部分不受運算處理部件的控制，需要人為頻繁調整發射功率等參數;如果環境介電特性變化大時，會頻繁誤報。
[0019]14、多組微波料位開關在同一測量空間運用時，電磁波波信號相互影響，影響測量結果準確性。
[0020]15、多組微波料位開關同時使用，成本高昂。
[0021]16、只能計算出單點料位信息，無法通過綜合計算獲得單點外的料位信息和平面圖或者立體圖形。
【實用新型內容】
[0022]實用新型目的:針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種電磁波節點料位計，充分利用電磁波穿過物料時以及電磁波在物料分界面因反射或者折射時所引起的顯著的電磁波強度差異，特別是通過多點數據以及多點數據的校驗或者比較分析，通過數據模型的綜合運算，獲得可靠、準確、豐富、精度可控的料位數據;該料位計測量可靠性高，測量數據準確、可靠，測量精度高并可控;能夠適應多種惡劣的工況環境，適用于各種物料狀態，抗干擾能力強，維護量小，現場配置方便，無機械動作部件使用壽命長;不僅能夠呈現出物料的點狀數據，還可以呈現出整體物料的剖面圖或三維立體圖；還能夠測量分層混合物料中各層物料的料位信息。
[0023]技術方案:本實用新型提供了一種電磁波節點料位計，包括至少三個天線、至少一個電磁波發射部件、至少一個電磁波接收部件、運算處理部件、信號輸出部件和顯示部件；所述三個天線中至少有一個為與所述電磁波發射部件相連的發射天線，其余為與所述電磁波接收部件相連的接收天線;所述電磁波接收部件、所述信號輸出部件以及所述顯示部件均與所述運算處理部件連接;所述發射天線和所述接收天線分別固定在待測物料所在待測空間內的不同位置處，且所述發射天線與所述接收天線構成至少兩組發射-接收通道;所述電磁波接收部件接收各所述發射-接收通道中的電磁波信號并將各所述電磁波信號發送給所述運算處理部件;所述運算處理部件將各所述電磁波信號處理成各所述發射-接收通道的電磁波信號強度相關數據后，通過特定的數學模型和/或特定的應用程序將各所述電磁波信號強度相關數據以及所述發射天線和/或所述接收天線在所述測量空間內的位置信息綜合運算處理成物料料位信息，并將所述物料料位信息傳輸給所述信號輸出部件和所述顯示部件;所述信號輸出部件將所述物料料位信息信號輸出，所述顯示部件將所述物料料位信息顯示給用戶。
[O O 2 4 ]本實用新型還提供了一種電磁波節點料位計，包括至少三個天線、至少一個電磁波發射部件、至少一個電磁波接收部件、運算處理部件、信號輸出部件和顯示部件;所述三個天線中至少有一個為與所述電磁波發射部件相連的發射天線，其余為與所述電磁波接收部件相連的接收天線;所述電磁波接收部件、所述信號輸出部件以及所述顯示部件均與所述運算處理部件連接;所述發射天線和所述接收天線分別固定在待測物料所在測量空間內的不同位置處，且所述發射天線與所述接收天線構成至少兩組發射-接收通道;所述電磁波接收部件接收各所述發射-接收通道中的電磁波信號并將各所述電磁波信發送給所述運算處理部件;所述運算處理部件將各所述電磁波信號分別處理成所述發射-接收通道的電磁波信