一種液位檢測系統(tǒng)及液位檢測方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液位檢測系統(tǒng)，包含：依次連接的光電采集模塊、閥值計算模塊、方差計算模塊、狀態(tài)判斷模塊及液位時刻計算模塊；所述的光電采集模塊用于對光電信號進(jìn)行實時采集；所述的閥值計算模塊用于存儲高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差；所述的方差計算模塊用于采用移動方差法計算實時光電值的方差；所述的狀態(tài)判斷模塊用于判斷光電值所處狀態(tài)；所述的液位時刻計算模塊用于得到待測液體下降至光電采集模塊的時刻。本發(fā)明還公開了一種液位檢測方法。本發(fā)明采用移動方法差來檢測液位到達(dá)時刻，在不同環(huán)境下，針對不同待測液體，精確檢測液位，抗干擾能力強(qiáng)?！緦＠f明】一種液位檢測系統(tǒng)及液位檢測方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及檢測【
技術(shù)領(lǐng)域：
】，具體涉及一種液位檢測系統(tǒng)及液位檢測方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動儀器已經(jīng)逐步取代人工來檢測液位。傳統(tǒng)的液位檢測方法通常簡單的設(shè)定某一固定閥值，當(dāng)光電值大于閥值時，則判斷液位到達(dá)。此種判斷方法的缺點如下：（1)油樣的透明程度不一，當(dāng)檢測較透明的油樣時，其液體遮擋光時光電值與未遮擋光時光電值均大于所設(shè)定的閥值，則無法檢測液位。（2)運動粘度需要在恒溫下測量，當(dāng)在高溫下(如KKTC恒溫）測量，光電值會隨著溫度升高而發(fā)生變化，當(dāng)光電值最小值已經(jīng)超過閥值時，則無法檢測液位。（3)光在液位到達(dá)時刻發(fā)生反射及折射，光電值可能高低來回變化，通過簡單的設(shè)定固定閥值對粘度值較小即液位快速經(jīng)過光電時影響較小，但對粘度值較大即液位緩慢經(jīng)過光電管時影響較大，無法準(zhǔn)確捕捉液位，重復(fù)性差?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種液位檢測系統(tǒng)及液位檢測方法，采用移動方法差來檢測液位到達(dá)時刻，在不同環(huán)境下，針對不同待測液體，精確檢測液位，抗干擾能力強(qiáng)。[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種液位檢測系統(tǒng)，其特點是，包含：依次連接的光電采集模塊、閥值計算模塊、方差計算模塊、狀態(tài)判斷模塊及液位時刻計算模塊；所述的光電采集模塊用于對光電信號進(jìn)行實時采集；所述的閥值計算模塊用于存儲高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差；所述的方差計算模塊用于采用移動方差法計算實時光電值的方差；所述的狀態(tài)判斷模塊用于判斷光電值所處狀態(tài)；所述的液位時刻計算模塊用于得到待測液體下降至光電采集模塊的時刻。[0005]-種液位檢測方法，用于液位檢測系統(tǒng)中檢測待測液體經(jīng)過光電采集模塊的時亥IJ，其特點是，包含以下步驟：51、初始化所述液位檢測系統(tǒng)；52、光電采集模塊實時監(jiān)測光電值變化，得到實時光電值；53、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否處于高狀態(tài)；若否，則重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則執(zhí)行步驟S4;54、液位時刻計算模塊采用預(yù)設(shè)處理策略得到液位時刻。[0006]所述的步驟Sl包含：SI.1、光電采集模塊獲取實際高狀態(tài)光電值及實際低狀態(tài)光電值；SI.2、閥值計算模塊根據(jù)實際高狀態(tài)光電值及實際低狀態(tài)光電值計算高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差。[0007]所述的步驟SI.1中光電采集模塊獲取的實際高狀態(tài)光電值為無待測液體遮擋光電采集模塊時測得的光電值，光電采集模塊獲取的實際低狀態(tài)光電值為待測液體完全遮擋光電采集模塊時測得的光電值。[0008]所述的步驟S3具體包含：S3.1、方差計算模塊采用預(yù)設(shè)算法計算實時光電值的方差；S3.2、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值的方差是否大于最大穩(wěn)定方差；若是，則實時光電值進(jìn)入動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若否，則執(zhí)行步驟S3.3;S3.3、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值的方差是否小于最小穩(wěn)定方差；若否，則實時光電值維持在動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則實時光電值進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，執(zhí)行步驟S3.4;S3.4、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否小于低狀態(tài)閥值；若是，則實時光電值進(jìn)入低狀態(tài)，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若否，則執(zhí)行步驟S3.5;53.5、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否大于高狀態(tài)閥值；若否，則實時光電值維持在動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則執(zhí)行步驟S4。[0009]所述的步驟S3.1中預(yù)設(shè)算法為移動方差法。[0010]所述的步驟S4還包含液位時刻計算模塊繪制實時光電值的曲線圖，所述曲線圖以時間為橫坐標(biāo)，光電信號值為縱坐標(biāo)。[0011]所述的步驟S4具體為：54.1、液位時刻計算模塊以動態(tài)過程所在曲線的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)擬合一條直線；S4.2、擬合直線與實際低狀態(tài)光電值所對應(yīng)的水平線相交，交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)時間點即為待測液位經(jīng)過光電采集模塊的時刻。[0012]本發(fā)明一種液位檢測系統(tǒng)及液位檢測方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：本發(fā)明所設(shè)定的閥值均根據(jù)實際情況計算得出，適用于各種透明程度不一的待測液體；本發(fā)明通過檢測樣本方差的變化來檢測液位，抗干擾能力強(qiáng)；本發(fā)明根據(jù)樣本方差來檢測光電變化的動態(tài)過程，可在各種溫度環(huán)境下進(jìn)行液位檢測，溫度變化對其無影響；本發(fā)明在檢測光電動態(tài)過程后，對動態(tài)過程進(jìn)行分析，可精確檢測液位?！緦＠綀D】【附圖說明】[0013]圖1為本發(fā)明一種液位檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種液位檢測方法的流程圖；圖3為液位到達(dá)時刻計算曲線圖?！揪唧w實施方式】[0014]以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。[0015]如圖1所示，一種液位檢測系統(tǒng)，包含：依次連接的光電采集模塊1、閥值計算模塊2、方差計算模塊3、狀態(tài)判斷模塊4及液位時刻計算模塊5;所述的光電采集模塊1用于對光電信號進(jìn)行實時采集；所述的閥值計算模塊2用于存儲高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差；所述的方差計算模塊3用于采用移動方差法計算實時光電值的方差；所述的狀態(tài)判斷模塊4用于判斷光電值所處狀態(tài)；所述的液位時刻計算模塊5用于得到待測液體下降至光電采集模塊的時刻。[0016]如圖2所示，為了更好的描述系統(tǒng)的應(yīng)用，本發(fā)明還公開了一種液位檢測方法，用于液位檢測系統(tǒng)中檢測待測液體經(jīng)過光電采集模塊1的時刻，包含以下步驟：Sl、初始化所述液位檢測系統(tǒng)；SI.1、光電采集模塊1獲取實際高狀態(tài)光電值及實際低狀態(tài)光電值，其中實際高狀態(tài)光電值為無待測液體遮擋光電采集模塊1時測得的光電值，實際低狀態(tài)光電值為待測液體完全遮擋光電采集模塊1時測得的光電值；51、2、閥值計算模塊2根據(jù)實際高狀態(tài)光電值及實際低狀態(tài)光電值計算高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差，本發(fā)明中高狀態(tài)閥值（minSyHigh)取2/3倍actSyHigh與1/3倍actSyLow之和，低狀態(tài)閥值（maxSyLow)取1/3倍actSyHigh與2/3倍actSyLow之和，最大穩(wěn)定方差（maxSeStable)取一定樣本區(qū)間內(nèi)光電值由實際低狀態(tài)光電值（actSyLow)突變到實際高狀態(tài)光電值（actSyHigh)/7的計算方差，最小穩(wěn)定方差（minSeStable)可由最大穩(wěn)定方差（maxSeStable)進(jìn)行一定的衰減得到，本發(fā)明取maxSeStable/16作為系統(tǒng)最小穩(wěn)定方差，即光電值大于高狀態(tài)閥值則該光電值處于高狀態(tài)，光電值小于低狀態(tài)閥值則該光電值處于低狀態(tài)，介于二者之間為動態(tài)過程，高狀態(tài)與低狀態(tài)又稱為穩(wěn)定狀態(tài)；52、光電采集模塊1實時監(jiān)測光電值變化，得到實時光電值，具體采用DM(直接存儲訪問）中斷方法獲取光電值；53、狀態(tài)判斷模塊4判斷實時光電值是否處于高狀態(tài)；S3.1、方差計算模塊采用預(yù)設(shè)算法計算實時光電值的方差，其中預(yù)設(shè)算法為移動方差法；S3.2、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值的方差是否大于最大穩(wěn)定方差；若是，則實時光電值進(jìn)入動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若否，則執(zhí)行步驟S3.3;S3.3、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值的方差是否小于最小穩(wěn)定方差；若否，則實時光電值維持在動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則實時光電值進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，執(zhí)行步驟S3.4;S3.4、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否小于低狀態(tài)閥值；若是，則實時光電值進(jìn)入低狀態(tài)，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若否，則執(zhí)行步驟S3.5;53.5、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否大于高狀態(tài)閥值；若否，則實時光電值維持在動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則執(zhí)行步驟S4;54、液位時刻計算模塊5采用預(yù)設(shè)處理策略得到液位時刻，避免了光電值高低變化對液位判斷產(chǎn)生的影響，液位時刻計算模塊繪制實時光電值的曲線圖，所述曲線圖以時間為橫坐標(biāo)，光電信號值為縱坐標(biāo)；預(yù)設(shè)處理策略為S4.1、液位時刻計算模塊以動態(tài)過程所在曲線的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)擬合一條直線；S4.2、擬合直線與實際低狀態(tài)光電值所對應(yīng)的水平線相交，交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)時間點即為待測液位經(jīng)過光電采集模塊的時刻。[0017]具體地，移動方差法為設(shè)在時刻％=W,對應(yīng)得到的光電值為。以該時刻為中心，對Jrf及其前后各m個數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)；【權(quán)利要求】1.一種液位檢測系統(tǒng)，其特征在于，包含：依次連接的光電采集模塊、閥值計算模塊、方差計算模塊、狀態(tài)判斷模塊及液位時刻計算模塊；所述的光電采集模塊用于對光電信號進(jìn)行實時采集；所述的閥值計算模塊用于存儲高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差；所述的方差計算模塊用于采用移動方差法計算實時光電值的方差；所述的狀態(tài)判斷模塊用于判斷光電值所處狀態(tài)；所述的液位時刻計算模塊用于得到待測液體下降至光電采集模塊的時刻。2.-種液位檢測方法，用于液位檢測系統(tǒng)中檢測待測液體經(jīng)過光電采集模塊的時刻，其特征在于，包含以下步驟：51、初始化所述液位檢測系統(tǒng)；52、光電采集模塊實時監(jiān)測光電值變化，得到實時光電值；53、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否處于高狀態(tài)；若否，則重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則執(zhí)行步驟S4;54、液位時刻計算模塊采用預(yù)設(shè)處理策略得到液位時刻。3.如權(quán)利要求2所述的液位檢測方法，其特征在于，所述的步驟S1包含：S1.1、光電采集模塊獲取實際高狀態(tài)光電值及實際低狀態(tài)光電值；S1.2、閥值計算模塊根據(jù)實際高狀態(tài)光電值及實際低狀態(tài)光電值計算高狀態(tài)閥值、低狀態(tài)閥值、最大穩(wěn)定方差及最小穩(wěn)定方差。4.如權(quán)利要求3所述的液位檢測方法，其特征在于，所述的步驟SI.1中光電采集模塊獲取的實際高狀態(tài)光電值為無待測液體遮擋光電采集模塊時測得的光電值，光電采集模塊獲取的實際低狀態(tài)光電值為待測液體完全遮擋光電采集模塊時測得的光電值。5.如權(quán)利要求4所述的液位檢測方法，其特征在于，所述的步驟S3具體包含：S3.1、方差計算模塊采用預(yù)設(shè)算法計算實時光電值的方差；S3.2、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值的方差是否大于最大穩(wěn)定方差；若是，則實時光電值進(jìn)入動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若否，則執(zhí)行步驟S3.3;S3.3、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值的方差是否小于最小穩(wěn)定方差；若否，則實時光電值維持在動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則實時光電值進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，執(zhí)行步驟S3.4;S3.4、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否小于低狀態(tài)閥值；若是，則實時光電值進(jìn)入低狀態(tài)，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若否，則執(zhí)行步驟S3.5;S3.5、狀態(tài)判斷模塊判斷實時光電值是否大于高狀態(tài)閥值；若否，則實時光電值維持在動態(tài)過程，重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3;若是，則執(zhí)行步驟S4。6.如權(quán)利要求5所述的液位檢測方法，其特征在于，所述的步驟S3.1中預(yù)設(shè)算法為移動方差法。7.如權(quán)利要求5所述的液位檢測方法，其特征在于，所述的步驟S4還包含液位時刻計算模塊繪制實時光電值的曲線圖，所述曲線圖以時間為橫坐標(biāo)，光電信號值為縱坐標(biāo)。8.如權(quán)利要求7所述的液位檢測方法，其特征在于，所述的步驟S4具體為：S4.1、液位時刻計算模塊以動態(tài)過程所在曲線的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)擬合一條直線；S4.2、擬合直線與實際低狀態(tài)光電值所對應(yīng)的水平線相交，交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)時間點即為待測液位經(jīng)過光電采集模塊的時刻?！疚臋n編號】G01F23/292GK104457911SQ201410823709【公開日】2015年3月25日申請日期:2014年12月26日優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日【發(fā)明者】葉明,羅爭光,李寶福,廖威申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司,上海神開石油儀器有限公司