一种液位检测系统及液位检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种液位检测系统，包含：依次连接的光电采集模块、阀值计算模块、方差计算模块、状态判断模块及液位时刻计算模块；所述的光电采集模块用于对光电信号进行实时采集；所述的阀值计算模块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；所述的方差计算模块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用于判断光电值所处状态；所述的液位时刻计算模块用于得到待测液体下降至光电采集模块的时刻。本发明专利技术还公开了一种液位检测方法。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测
，具体涉及。
技术介绍
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小，但 对粘度值较大即液位缓慢经过光电管时影响较大，无法准确捕捉液位，重复性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，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。 为了达到上述目的，本专利技术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模块、阀值计算模块、方差计算模块、状态判断模块及液位时刻计 算模块； 所述的光电采集模块用于对光电信号进行实时采集； 所述的阀值计算模块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； 所述的方差计算模块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用于判断光电值所处状态； 所述的液位时刻计算模块用于得到待测液体下降至光电采集模块的时刻。 -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模块的时 亥IJ，其特点是，包含以下步骤： 51、 初始化所述液位检测系统； 52、 光电采集模块实时监测光电值变化，得到实时光电值； 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。 所述的步骤Sl包含： SI. 1、光电采集模块获取实际高状态光电值及实际低状态光电值； SI. 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。 所述的步骤SI. 1中光电采集模块获取的实际高状态光电值为无待测液体遮挡光 电采集模块时测得的光电值，光电采集模块获取的实际低状态光电值为待测液体完全遮挡 光电采集模块时测得的光电值。 所述的步骤S3具体包含： S3. 1、方差计算模块采用预设算法计算实时光电值的方差； S3. 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、状态判断模块判断实时光电值的方差是否小于最小稳定方差； 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。 所述的步骤S3. 1中预设算法为移动方差法。 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。 所述的步骤S4具体为： 54. 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。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术 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；本专利技术通 过检测样本方差的变化来检测液位，抗干扰能力强；本专利技术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；本专利技术在检测光电 动态过程后，对动态过程进行分析，可精确检测液位。 【附图说明】 图1为本专利技术一种液位检测系统的整体结构示意图； 图2为本专利技术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】 以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本专利技术做进一步阐述。 如图1所示，一种液位检测系统，包含：依次连接的光电采集模块1、阀值计算模块 2、方差计算模块3、状态判断模块4及液位时刻计算模块5 ;所述的光电采集模块1用于对 光电信号进行实时采集；所述的阀值计算模块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；所述的方差计算模块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模块5用于得 到待测液体下降至光电采集模块的时刻。 如图2所示，为了更好的描述系统的应用，本专利技术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模块1的时刻，包含以下步骤： Sl、初始化所述液位检测系统； SI. 1、光电采集模块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模块1时测得的光电值，实际低状态光电值为待测液体 完全遮挡光电采集模块1时测得的光电值； 51、 2、阀值计算模块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，本专利技术中高状态阀值（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，本专利技术取 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、方差计算模块采用预设算法计算实时光电值的方差，其中预设算法为移动方差 法； S3. 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、状态判断模块判断实时光电值的方差是否小于最小稳定方差； 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，则实时光电值进入稳定状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液位检测系统，其特征在于，包含：依次连接的光电采集模块、阀值计算模块、方差计算模块、状态判断模块及液位时刻计算模块；所述的光电采集模块用于对光电信号进行实时采集；所述的阀值计算模块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；所述的方差计算模块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用于判断光电值所处状态；所述的液位时刻计算模块用于得到待测液体下降至光电采集模块的时刻。

【技术特征摘要】
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模块、阀值计算模块、方差计算模块、状态判断模块及液位时刻计 算模块； 所述的光电采集模块用于对光电信号进行实时采集； 所述的阀值计算模块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； 所述的方差计算模块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用于判断光电值所处状态； 所述的液位时刻计算模块用于得到待测液体下降至光电采集模块的时刻。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模块的时刻， 其特征在于，包含以下步骤： 51、 初始化所述液位检测系统； 52、 光电采集模块实时监测光电值变化，得到实时光电值； 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。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、光电采集模块获取实际高状态光电值及实际低状态光电值； S1. 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中光电采集模块 获取的实际高状态光电值为无待测液体遮挡光电采集模块时测得的光电值，光电采集模块 获取的实际低状态光电值为待测液体完全遮挡光电采集模块时测得的光电值。5. 如...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明，罗争光，李宝福，廖威，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：上海;31