Claims (35)
1. Импульсный радарный измеритель уровня для определения уровня заполнения резервуара находящимся в нем продуктом, содержащий1. Pulse radar level meter for determining the filling level of the tank with the product in it, containing
генератор (10) частоты для генерирования сигнала с частотой Тх и сигнала с частотой Rx, причем частота Тх по меньшей мере в 10000 раз больше, чем разностная частота, заданная как разность между частотами Тх и Rx;a frequency generator (10) for generating a signal with a frequency of Tx and a signal with a frequency of Rx, the frequency of Tx being at least 10,000 times greater than the difference frequency, given as the difference between the frequencies Tx and Rx;
трансивер (11) для формирования передаваемого сигнала в виде последовательности импульсов, в которой частота повторения импульсов равна частоте Тх, и для приема отраженного сигнала, образованного в результате отражения передаваемого сигнала от поверхности продукта;a transceiver (11) for generating a transmitted signal in the form of a sequence of pulses, in which the pulse repetition rate is equal to the frequency Tx, and for receiving a reflected signal resulting from the reflection of the transmitted signal from the surface of the product;
распространяющее устройство (14), подключенное к трансиверу для распространения указанного передаваемого сигнала в направлении поверхности продукта и возвращения отраженного сигнала к трансиверу;a spreading device (14) connected to the transceiver to propagate said transmitted signal towards the product surface and return the reflected signal to the transceiver;
семплирующий контур (12), подключенный к трансиверу и к генератору частоты и сконфигурированный с возможностью семплировать отраженный сигнал с частотой семплирования, равной частоте Rx, обеспечивая тем самым получение растянутого во времени сигнала, соответствующего сигналу из резервуара, иa sampling circuit (12) connected to the transceiver and to the frequency generator and configured to sample the reflected signal at a sampling frequency equal to the Rx frequency, thereby obtaining a time-stretched signal corresponding to the signal from the reservoir, and
процессорный контур (13) для определения расстояния на основе указанного растянутого во времени сигнала; при этомa processor loop (13) for determining a distance based on said time-extended signal; wherein
генератор (10) частоты содержит единственный осциллирующий кристалл (21) для получения частоты fosc осциллятора, и контур (22) изменения частоты для генерирования, на основе частоты осциллятора, указанных частот Тх и Rx;the frequency generator (10) contains a single oscillating crystal (21) to obtain the frequency f osc of the oscillator, and a frequency change circuit (22) for generating, based on the frequency of the oscillator, the indicated frequencies Tx and Rx;
указанный контур (22) изменения частоты содержит первую ветвь, сконфигурированную с возможностью приема указанной частоты осциллятора и выдачи указанной частоты Тх, и вторую ветвь, сконфигурированную с возможностью приема указанной частоты осциллятора и выдачи указанной частоты Rx;said loop (22) for changing the frequency comprises a first branch configured to receive said oscillator frequency and output said Tx frequency, and a second branch configured to receive said oscillator frequency and output said Rx frequency;
по меньшей мере одна из указанных первой и второй ветвей содержит контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ-контур) (24; 26а, 26b), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты fosc осциллятора как входной частоты и выдачи отрегулированной выходной частоты, равной частоте fosc осциллятора, умноженной на коэффициент M/N, где М и N - целые числа, а М>N, и делитель (25; 27а, 27b) частоты, подключенный с возможностью приема отрегулированной выходной частоты и выдачи выходной частоты, равной отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р.at least one of said first and second branches contains a phase-locked loop (PLL-loop) (24; 26a, 26b), configured to receive the specified frequency f osc of the oscillator as an input frequency and output an adjusted output frequency equal to the frequency f osc an oscillator multiplied by the M / N ratio, where M and N are integers, and M> N, and a frequency divider (25; 27a, 27b) connected to receive the adjusted output frequency and output an output frequency equal to the adjusted output frequency, divided by the integer coefficient P.
2. Измеритель уровня по п. 1, в котором N=1.2. The level meter according to claim 1, in which N = 1.
3. Измеритель уровня по п. 1, в котором ФАПЧ-контур (24; 26а, 26b) содержит делитель (45) частоты для деления входной частоты на первый целочисленный коэффициент N>1 и контур (40, 41, 42, 43, 44) управления фазой для умножения деленной входной частоты на второй целочисленный коэффициент М.3. A level meter according to claim 1, in which the PLL circuit (24; 26a, 26b) contains a frequency divider (45) for dividing the input frequency by the first integer coefficient N> 1 and a circuit (40, 41, 42, 43, 44 ) phase control to multiply the divided input frequency by a second integer factor M.
4. Измеритель уровня по любому из предыдущих пунктов, в котором ФАПЧ-контур выполнен с возможностью ограничения боковых полос частот.4. A level meter according to any one of the preceding claims, wherein the PLL loop is configured to limit sidebands.
5. Измеритель уровня по п. 4, в котором ограничение боковых полос частот обеспечивается с помощью средств (46, 47) дельта-сигма модуляции.5. A level meter according to claim 4, wherein the sideband limiting is provided by means (46, 47) of delta-sigma modulation.
6. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, в котором первая ветвь содержит первый делитель (23) частоты, сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты осциллятора как входной частоты и выдачи выходной частоты, равной частоте fosc осциллятора, деленной на целочисленный коэффициент X, а вторая ветвь содержит6. Level meter according to any one of paragraphs. 1-3, in which the first branch contains the first frequency divider (23), configured to receive the specified oscillator frequency as an input frequency and output an output frequency equal to the frequency f osc of the oscillator divided by an integer coefficient X, and the second branch contains
ФАПЧ-контур (24), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты fosc осциллятора как входной частоты и выдачи отрегулированной выходной частоты, равной частоте fosc осциллятора, умноженной на коэффициент M/N, где М и N - целые числа, а М>N, иPLL-loop (24) configured to receive the specified frequency f osc of the oscillator as an input frequency and output the adjusted output frequency equal to the frequency f osc of the oscillator multiplied by the M / N ratio, where M and N are integers, and M> N and
второй делитель (25) частоты, подключенный с возможностью приема отрегулированной выходной частоты и выдачи выходной частоты, равной отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р.a second frequency divider (25) connected to receive the adjusted output frequency and output an output frequency equal to the adjusted output frequency divided by an integer coefficient P.
7. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, в котором первая ветвь содержит7. Level meter according to any one of paragraphs. 1-3, in which the first branch contains
первый ФАПЧ-контур (26а), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты fosc осциллятора как входной частоты и выдачи первой отрегулированной выходной частоты, равной частоте fosc осциллятора, умноженной на первый коэффициент M1/N1, где М1 и N1 - целые числа, а М1>N1, иthe first PLL circuit (26a), configured to receive the specified frequency f osc of the oscillator as an input frequency and output the first adjusted output frequency equal to the frequency f osc of the oscillator multiplied by the first factor M1 / N1, where M1 and N1 are integers, and M1> N1, and
первый делитель (27а) частоты, подключенный с возможностью приема первой отрегулированной выходной частоты и выдачи первой выходной частоты, равной первой отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р1, причем вторая ветвь содержит:a first frequency divider (27a) connected to receive a first adjusted output frequency and output a first output frequency equal to the first adjusted output frequency divided by an integer factor P1, the second branch comprising:
второй ФАПЧ-контур (26b), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты fosc осциллятора как входной частоты и выдачи второй отрегулированной выходной частоты, равной частоте fosc осциллятора, умноженной на второй коэффициент M2/N2, где М2 и N2 - целые числа, а М2>N2, иsecond PLL-loop (26b), configured to receive the specified frequency f osc of the oscillator as an input frequency and output a second adjusted output frequency equal to the frequency f osc of the oscillator multiplied by the second factor M2 / N2, where M2 and N2 are integers, and M2> N2, and
второй делитель (27b) частоты, подключенный с возможностью приема второй отрегулированной выходной частоты и выдачи второй выходной частоты, равной второй отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р2,a second frequency divider (27b) connected to receive the second adjusted output frequency and output a second output frequency equal to the second adjusted output frequency divided by an integer factor P2,
при этом по меньшей мере один из коэффициентов M1/N1 и M2/N2 представляет собой нецелочисленный коэффициент.wherein at least one of the coefficients M1 / N1 and M2 / N2 is a non-integer coefficient.
8. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий8. Level meter according to any one of paragraphs. 1-3, additionally containing
интерфейс (31) питания для подведения электрической энергии к указанному измерителю уровня,power interface (31) for supplying electrical energy to the specified level meter,
накопитель (33) энергии для временного запасания электрической энергии, подведенной интерфейсом питания, иenergy storage (33) for temporarily storing electrical energy supplied by the power interface, and
контур (34) управления мощностью, сконфигурированный с возможностью подавать, в процессе измерительной развертки, питание от накопителя энергии в контур (22) изменения частоты, а также обеспечивать зарядку накопителя энергии во время холостого периода между двумя измерительными развертками.a power control loop (34) configured to supply, during the measurement sweep, power from the energy storage to the frequency change loop (22), and also to charge the energy storage during the idle period between two measurement sweeps.
9. Измеритель уровня по п. 8, в котором интерфейс питания представляет собой двухпроводной управляющий контур (32).9. A level meter according to claim 8, wherein the power interface is a two-wire control loop (32).
10. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий интерфейс (31) на основе двухпроводного управляющего контура (32), предназначенный для подведения к указанному измерителю уровня электрической энергии, достаточной для функционирования контура (22) изменения частоты без какого-либо накопления энергии.10. Level meter according to any one of paragraphs. 1-3, additionally containing an interface (31) based on a two-wire control loop (32), designed to supply to the specified meter the level of electrical energy sufficient for the operation of the loop (22) changing the frequency without any energy storage.
11. Измеритель уровня по п. 1, в котором частота fosc осциллятора находится в интервале 10-100 МГц.11. Level meter according to claim 1, in which the frequency f osc of the oscillator is in the range of 10-100 MHz.
12. Измеритель уровня по п. 1, в котором частоты Тх и Rx находятся в интервале 0,5-5 МГц.12. A level meter according to claim 1, wherein the Tx and Rx frequencies are in the range of 0.5-5 MHz.
13. Измеритель уровня по п. 1, в котором разностная частота меньше 20 ГЦ.13. A level meter according to claim 1, wherein the difference frequency is less than 20 Hz.
14. Измеритель уровня по п. 1, в котором частота Тх больше разностной частоты в 1000000 раз.14. The level meter according to claim 1, wherein the Tx frequency is 1,000,000 times greater than the difference frequency.
15. Измеритель уровня по п. 1, в котором импульсы в передаваемом сигнале представляют собой импульсы постоянного тока.15. A level meter according to claim 1, wherein the pulses in the transmitted signal are DC pulses.
16. Измеритель уровня по п. 1, в котором импульсы в передаваемом сигнале промодулированы частотой носителя, составляющей величину порядка гигагерц.16. A level meter according to claim 1, in which the pulses in the transmitted signal are modulated with a carrier frequency of the order of gigahertz.
17. Измеритель уровня по п. 1, в котором генератор частоты состоит из единственной интегральной схемы.17. A level meter according to claim 1, wherein the frequency generator is comprised of a single integrated circuit.