一种液位检测系统及液位检测方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

一种液位检测系统及液位检测方法【专利摘要】本发明公开了一种液位检测系统，包含：依次连接的光电采集�？�、阀值计算�？�、方差计算�？�、状态判断�？榧耙何皇笨碳扑隳？椋凰龅墓獾绮杉？橛糜诙怨獾缧藕沤惺凳辈杉凰龅姆е导扑隳？橛糜诖娲⒏咦刺е�、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差；所述的方差计算�？橛糜诓捎靡贫讲罘ḿ扑闶凳惫獾缰档姆讲睿凰龅淖刺卸夏？橛糜谂卸瞎獾缰邓ψ刺凰龅囊何皇笨碳扑隳？橛糜诘玫酱庖禾逑陆抵凉獾绮杉？榈氖笨�。本发明还公开了一种液位检测方法。本发明采用移动方法差来检测液位到达时刻，在不同环境下，针对不同待测液体，精确检测液位，抗干扰能力强。【专利说明】一种液位检测系统及液位检测方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及检测【
技术领域：
】，具体涉及一种液位检测系统及液位检测方法。【
背景技术：
】[0002]随着电子技术的发展，自动仪器已经逐步取代人工来检测液位。传统的液位检测方法通常简单的设定某一固定阀值，当光电值大于阀值时，则判断液位到达。此种判断方法的缺点如下：（1)油样的透明程度不一，当检测较透明的油样时，其液体遮挡光时光电值与未遮挡光时光电值均大于所设定的阀值，则无法检测液位。（2)运动粘度需要在恒温下测量，当在高温下(如KKTC恒温）测量，光电值会随着温度升高而发生变化，当光电值最小值已经超过阀值时，则无法检测液位。（3)光在液位到达时刻发生反射及折射，光电值可能高低来回变化，通过简单的设定固定阀值对粘度值较小即液位快速经过光电时影响较�。哉扯戎到洗蠹匆何换郝獾绻苁庇跋旖洗螅薹ㄗ既凡蹲揭何唬馗葱圆�。【
发明内容】[0003]本发明的目的在于提供一种液位检测系统及液位检测方法，采用移动方法差来检测液位到达时刻，在不同环境下，针对不同待测液体，精确检测液位，抗干扰能力强。[0004]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种液位检测系统，其特点是，包含：依次连接的光电采集�？�、阀值计算�？�、方差计算模块、状态判断�？榧耙何皇笨碳扑隳？椋凰龅墓獾绮杉？橛糜诙怨獾缧藕沤惺凳辈杉凰龅姆е导扑隳？橛糜诖娲⒏咦刺е�、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差；所述的方差计算�？橛糜诓捎靡贫讲罘ḿ扑闶凳惫獾缰档姆讲睿凰龅淖刺卸夏？橛糜谂卸瞎獾缰邓ψ刺凰龅囊何皇笨碳扑隳？橛糜诘玫酱庖禾逑陆抵凉獾绮杉？榈氖笨�。[0005]-种液位检测方法，用于液位检测系统中检测待测液体经过光电采集�？榈氖焙J，其特点是，包含以下步骤：51、初始化所述液位检测系统；52、光电采集�？槭凳奔嗖夤獾缰当浠玫绞凳惫獾缰担�53、状态判断模块判断实时光电值是否处于高状态；若否，则重复执行步骤S2-S3;若是，则执行步骤S4;54、液位时刻计算模块采用预设处理策略得到液位时刻。[0006]所述的步骤Sl包含：SI.1、光电采集�？榛袢∈导矢咦刺獾缰导笆导实妥刺獾缰担籗I.2、阀值计算�？楦菔导矢咦刺獾缰导笆导实妥刺獾缰导扑愀咦刺е�、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差。[0007]所述的步骤SI.1中光电采集�？榛袢〉氖导矢咦刺獾缰滴薮庖禾逭诘补獾绮杉？槭辈獾玫墓獾缰担獾绮杉？榛袢〉氖导实妥刺獾缰滴庖禾逋耆诘补獾绮杉？槭辈獾玫墓獾缰�。[0008]所述的步骤S3具体包含：S3.1、方差计算�？椴捎迷ど杷惴ḿ扑闶凳惫獾缰档姆讲睿籗3.2、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰档姆讲钍欠翊笥谧畲笪榷ǚ讲睿蝗羰牵蚴凳惫獾缰到攵蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若否，则执行步骤S3.3;S3.3、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰档姆讲钍欠裥∮谧钚∥榷ǚ讲睿蝗舴瘢蚴凳惫獾缰滴衷诙蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若是，则实时光电值进入稳定状态，执行步骤S3.4;S3.4、状态判断模块判断实时光电值是否小于低状态阀值；若是，则实时光电值进入低状态，重复执行步骤S2-S3;若否，则执行步骤S3.5;53.5、状态判断模块判断实时光电值是否大于高状态阀值；若否，则实时光电值维持在动态过程，重复执行步骤S2-S3;若是，则执行步骤S4。[0009]所述的步骤S3.1中预设算法为移动方差法。[0010]所述的步骤S4还包含液位时刻计算�？榛嬷剖凳惫獾缰档那咄迹銮咄家允奔湮嶙辏獾缧藕胖滴葑�。[0011]所述的步骤S4具体为：54.1、液位时刻计算�？橐远趟谇叩氖菸际菽夂弦惶踔毕撸籗4.2、拟合直线与实际低状态光电值所对应的水平线相交，交点对应的横坐标时间点即为待测液位经过光电采集�？榈氖笨�。[0012]本发明一种液位检测系统及液位检测方法与现有技术相比具有以下优点：本发明所设定的阀值均根据实际情况计算得出，适用于各种透明程度不一的待测液体；本发明通过检测样本方差的变化来检测液位，抗干扰能力强；本发明根据样本方差来检测光电变化的动态过程，可在各种温度环境下进行液位检测，温度变化对其无影响；本发明在检测光电动态过程后，对动态过程进行分析，可精确检测液位。【专利附图】【附图说明】[0013]图1为本发明一种液位检测系统的整体结构示意图；图2为本发明一种液位检测方法的流程图；图3为液位到达时刻计算曲线图。【具体实施方式】[0014]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。[0015]如图1所示，一种液位检测系统，包含：依次连接的光电采集�？�1、阀值计算�？�2、方差计算�？�3、状态判断�？�4及液位时刻计算�？�5;所述的光电采集�？�1用于对光电信号进行实时采集；所述的阀值计算�？�2用于存储高状态阀值、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差；所述的方差计算�？�3用于采用移动方差法计算实时光电值的方差；所述的状态判断模块4用于判断光电值所处状态；所述的液位时刻计算�？�5用于得到待测液体下降至光电采集模块的时刻。[0016]如图2所示，为了更好的描述系统的应用，本发明还公开了一种液位检测方法，用于液位检测系统中检测待测液体经过光电采集�？�1的时刻，包含以下步骤：Sl、初始化所述液位检测系统；SI.1、光电采集�？�1获取实际高状态光电值及实际低状态光电值，其中实际高状态光电值为无待测液体遮挡光电采集�？�1时测得的光电值，实际低状态光电值为待测液体完全遮挡光电采集�？�1时测得的光电值；51、2、阀值计算�？�2根据实际高状态光电值及实际低状态光电值计算高状态阀值、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差，本发明中高状态阀值（minSyHigh)取2/3倍actSyHigh与1/3倍actSyLow之和，低状态阀值（maxSyLow)取1/3倍actSyHigh与2/3倍actSyLow之和，最大稳定方差（maxSeStable)取一定样本区间内光电值由实际低状态光电值（actSyLow)突变到实际高状态光电值（actSyHigh)/7的计算方差，最小稳定方差（minSeStable)可由最大稳定方差（maxSeStable)进行一定的衰减得到，本发明取maxSeStable/16作为系统最小稳定方差，即光电值大于高状态阀值则该光电值处于高状态，光电值小于低状态阀值则该光电值处于低状态，介于二者之间为动态过程，高状态与低状态又称为稳定状态；52、光电采集模块1实时监测光电值变化，得到实时光电值，具体采用DM(直接存储访问）中断方法获取光电值；53、状态判断模块4判断实时光电值是否处于高状态；S3.1、方差计算�？椴捎迷ど杷惴ḿ扑闶凳惫獾缰档姆讲睿渲性ど杷惴ㄎ贫讲罘ǎ籗3.2、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰档姆讲钍欠翊笥谧畲笪榷ǚ讲睿蝗羰牵蚴凳惫獾缰到攵蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若否，则执行步骤S3.3;S3.3、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰档姆讲钍欠裥∮谧钚∥榷ǚ讲睿蝗舴瘢蚴凳惫獾缰滴衷诙蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若是，则实时光电值进入稳定状态，执行步骤S3.4;S3.4、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰凳欠裥∮诘妥刺е担蝗羰牵蚴凳惫獾缰到氲妥刺馗粗葱胁街鑃2-S3;若否，则执行步骤S3.5;53.5、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰凳欠翊笥诟咦刺е担蝗舴瘢蚴凳惫獾缰滴衷诙蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若是，则执行步骤S4;54、液位时刻计算模块5采用预设处理策略得到液位时刻，避免了光电值高低变化对液位判断产生的影响，液位时刻计算模块绘制实时光电值的曲线图，所述曲线图以时间为横坐标，光电信号值为纵坐标；预设处理策略为S4.1、液位时刻计算模块以动态过程所在曲线的数据为原始数据拟合一条直线；S4.2、拟合直线与实际低状态光电值所对应的水平线相交，交点对应的横坐标时间点即为待测液位经过光电采集模块的时刻。[0017]具体地，移动方差法为设在时刻％=W,对应得到的光电值为。以该时刻为中心，对Jrf及其前后各m个数据组成的数据；【权利要求】1.一种液位检测系统，其特征在于，包含：依次连接的光电采集�？�、阀值计算�？�、方差计算�？�、状态判断�？榧耙何皇笨碳扑隳？椋凰龅墓獾绮杉？橛糜诙怨獾缧藕沤惺凳辈杉凰龅姆е导扑隳？橛糜诖娲⒏咦刺е�、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差；所述的方差计算�？橛糜诓捎靡贫讲罘ḿ扑闶凳惫獾缰档姆讲睿凰龅淖刺卸夏？橛糜谂卸瞎獾缰邓ψ刺凰龅囊何皇笨碳扑隳？橛糜诘玫酱庖禾逑陆抵凉獾绮杉？榈氖笨獭�2.-种液位检测方法，用于液位检测系统中检测待测液体经过光电采集�？榈氖笨蹋涮卣髟谟冢韵虏街�：51、初始化所述液位检测系统；52、光电采集�？槭凳奔嗖夤獾缰当浠玫绞凳惫獾缰担�53、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰凳欠翊τ诟咦刺蝗舴瘢蛑馗粗葱胁街鑃2-S3;若是，则执行步骤S4;54、液位时刻计算�？椴捎迷ど璐聿呗缘玫揭何皇笨�。3.如权利要求2所述的液位检测方法，其特征在于，所述的步骤S1包含：S1.1、光电采集�？榛袢∈导矢咦刺獾缰导笆导实妥刺獾缰担籗1.2、阀值计算模块根据实际高状态光电值及实际低状态光电值计算高状态阀值、低状态阀值、最大稳定方差及最小稳定方差。4.如权利要求3所述的液位检测方法，其特征在于，所述的步骤SI.1中光电采集�？榛袢〉氖导矢咦刺獾缰滴薮庖禾逭诘补獾绮杉？槭辈獾玫墓獾缰担獾绮杉？榛袢〉氖导实妥刺獾缰滴庖禾逋耆诘补獾绮杉？槭辈獾玫墓獾缰�。5.如权利要求4所述的液位检测方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包含：S3.1、方差计算�？椴捎迷ど杷惴ḿ扑闶凳惫獾缰档姆讲睿籗3.2、状态判断模块判断实时光电值的方差是否大于最大稳定方差；若是，则实时光电值进入动态过程，重复执行步骤S2-S3;若否，则执行步骤S3.3;S3.3、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰档姆讲钍欠裥∮谧钚∥榷ǚ讲睿蝗舴瘢蚴凳惫獾缰滴衷诙蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若是，则实时光电值进入稳定状态，执行步骤S3.4;S3.4、状态判断模块判断实时光电值是否小于低状态阀值；若是，则实时光电值进入低状态，重复执行步骤S2-S3;若否，则执行步骤S3.5;S3.5、状态判断�？榕卸鲜凳惫獾缰凳欠翊笥诟咦刺е担蝗舴瘢蚴凳惫獾缰滴衷诙蹋馗粗葱胁街鑃2-S3;若是，则执行步骤S4。6.如权利要求5所述的液位检测方法，其特征在于，所述的步骤S3.1中预设算法为移动方差法。7.如权利要求5所述的液位检测方法，其特征在于，所述的步骤S4还包含液位时刻计算模块绘制实时光电值的曲线图，所述曲线图以时间为横坐标，光电信号值为纵坐标。8.如权利要求7所述的液位检测方法，其特征在于，所述的步骤S4具体为：S4.1、液位时刻计算�？橐远趟谇叩氖菸际菽夂弦惶踔毕撸籗4.2、拟合直线与实际低状态光电值所对应的水平线相交，交点对应的横坐标时间点即为待测液位经过光电采集�？榈氖笨�。【文档编号】G01F23/292GK104457911SQ201410823709【公开日】2015年3月25日申请日期:2014年12月26日优先权日:2014年12月26日【发明者】叶明,罗争光,李宝福,廖威申请人:上海神开石油化工装备股份有限公司,上海神开石油仪器有限公司

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