背景
一般白酒生产出来后,需要封坛并在酒窖中经过长时间的贮存,贮存的时间越久,酿造出来酒就越醇香,口感越甘甜。所以,绝大部分白酒生产厂家都建有容量极大的酒窖、酒库或洞窖,利用一吨左右容量的酒坛大量贮存白酒,少则几万个酒坛,多则几十万个酒坛,贮存的时间有的甚至长达几十年。大家知道,酒是易挥发的,虽然酒坛是密封的,但是天长日久,酒分子还是会挥发,这样就产生了一个大问题,酒厂根本不能完全掌握贮存在酒窖中各个酒坛的实际酒量,很多酒厂利用酒窖的贮存酒量作为资产融资,实际上银行也不清楚酒窖中到底有多少吨酒,因为几万乃至几十万个酒坛都密封起的,无法逐一打开测量实际酒量,这个问题一直困扰着所有的酒厂。
产品及技术
根据酒窖的实际情况以及酒坛的容量大小、排列规则等因素,我们创新地提出了一套利用便携式FMCW (调频连续波)雷达精准测量酒坛内酒液位的方案。
FMCW 雷达的原理图:酒缸上放置木板,测量设备在木板上方进行检测,通过 VCO 发射一定带宽的线性扫频信号:一部分电磁波信号在空气与木板的交界面形成第一次反射,被接收天线所接收;一部分电磁波信号穿透木板,在木板与空气的交界面形成第二次反射;一部分电磁波信号在空气与液体的交界面形成第三次反射,反射信号穿透木板后被接收天线所接收。经过时延后的回波信号经过放大、滤波和混频后转换成包含距离信息的差频信号,差频信号得到三个中频信号Δf1、Δf2、Δf3,中频频率的大小正比于 回波信号的时延,通过处理,得到空气-木板界面、木板-空气界面、空气-液体界面的距离。
雷达包括四个模块:调制信号发生模块、射频前端模块、中频信号处理电路模块、信号处理模块、无线传输模块。其工作流程为:频率合成器产生三角波调制信号驱动 VCO 产生线性扫频信号,一路经过功率放大器后经发射天线发射。目标反射的回波延时的信号经过天线进入低噪声放大器后进入混频器,与发射信号进行混频得到中频信号,该信号由中频处理电路后经模数转换进入处理器进行距离解算,得到桶内液位信息。
此方法的特点:①安全、可靠、防爆。②便携式,操作简单。③测量精度高。④测量时,不需要打开酒坛地密封盖,不影响酒的窖藏质量。
应用范围
白酒行业的智慧酒窖建设都需要。