一種料空識別方法和裝置製造方法
2023-04-30 07:28:16
一種料空識別方法和裝置製造方法
【專利摘要】本方法在物位測量的回波軟體算法處理上加入了尾波識別的實現方式，通過對尾波的特徵量查尋，找到準確的尾波位置，根據尾波位置與傳感器長度差異來準確識別被測介質是否為料空，避免工業自動化控制的誤操作。
【專利說明】一種料空識別方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及料位測量領域，更具體的說是涉及一種料空識別方法和裝置。
【背景技術】
[0002]隨著石油和化工工業的發展，物位計在工業自動控制領域得到了越來越廣泛的應用。目前市場上存在的物位計以雷達物位計為主，比如:導波雷達物位計和脈衝雷達物位計。
[0003]導波雷達物位計採用時域反射原理和時域拓展技術進行測量的。其工作原理為:由發射單元輸出的脈衝信號沿著導波雷達物位計的導波杆傳播，當該脈衝信號傳播到導波杆和被測介質的接觸位置時，產生回波信號。進而，接收單元根據輸出的脈衝信號和回波信號的時間差，從而得到被測介質的物位。
[0004]導波雷達物位計在現場的應用中，由於其測量原理的局限性，使得導波雷達在使用過程中不可避免的產生測量盲區，包括:上盲區和下盲區。只有物料處於上盲區和下盲區之間時，才能保證罐體內物位測量的可靠性。因而，在實際應用中，導波雷達物位計無法確定罐體內的被測介質是否處於料空的狀態。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明提供一種料空識別方法和裝置，以檢測被測介質是否處於料空的狀態。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]—種料空識別方法，所述方法應用於導波雷達物位計，包括:
[0008]獲取被測介質反射回來的回波信號，生成相應的波形圖；
[0009]根據所述波形圖，判斷所述回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號；
[0010]若否，則確定被測介質處於非料空狀態；
[0011]若是，則計算所述尾波信號的所在位置，判斷所述尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計末端所在位置的距離是否在預設範圍內；
[0012]當所述尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計的末端所在位置的距離在預設範圍內時，確定所述被測介質為料空狀態。
[0013]優選的，所述獲取被測介質反射回來的回波信號，生成相應的波形圖，包括:
[0014]獲取被測介質反射回來的回波信號；
[0015]按照預設頻率對所述回波信號進行取樣；
[0016]根據取樣結果生成所述回波信號的波形圖。
[0017]優選的，所述根據所述波形圖，判斷所述回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號包括:
[0018]在所述波形圖中，確定所述導波雷達物位計的長度；
[0019]獲取在所述導波雷達物位計的長度範圍內的尾波信號；[0020]判斷所述尾波信號是否滿足最小幅值小於預設最小幅值，且最大幅值小於預設最大幅值的要求；
[0021]若是，則確定所述回波信號中存在滿足預設要求的尾波信號；
[0022]若否，則確定所述回波信號中不存在滿足預設要求的尾波信號。
[0023]優選的，當確定所述回波信號中存在滿足預設要求的尾波信號時，所述計算所述尾波信號的所在位置包括:
[0024]在所述波形圖中，獲取所述尾波信號中幅值為預設最小幅值的兩點；
[0025]將所述兩點的中間點所在位置作為所述尾波信號的所在位置。
[0026]優選的，當確定所述回波信號中存在滿足預設要求的尾波信號時，所述計算所述尾波信號的所在位置包括:
[0027]在所述波形圖中，獲取所述尾波信號的多點
[0028]根據多點擬合的方式，計算所述尾波信號的最低點；
[0029]將所述尾波信號的最低點所在位置，作為所述尾波信號的所在位置。
[0030]一種料空識別裝置，所述裝置包括:
[0031]獲取被測介質反射回來的回波信號的信號採集單元；
[0032]按照預設頻率，對所述信號採集單元採集到的回波信號進行取樣，並生成相應波形圖的採樣單元；
[0033]根據所述波形圖，判斷所述回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號的第一判斷單元；
[0034]當所述第一判斷單元的判斷結果為否時，則確定所述被測介質為非料空狀態；
[0035]當所述第一判斷單元的判斷結果為是時，則計算所述尾波信號的所在位置計算單元;
[0036]判斷所述尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計末端所在位置的距離是否在預設範圍內的第二判斷單元；
[0037]當所述第二判斷單元的判斷結果為是時，確定所述被測介質為料空狀態。
[0038]優選的，所述裝置還包括:顯示所述回波信號的波形圖的顯示單元。
[0039]優選的，所述裝置還包括:當確定被測介質為料空狀態時，輸出報警信號的報警單
J Li ο
[0040]優選的，所述顯示單元為液晶顯示器。
[0041]優選的，所述報警單元單元包括:4-20mA電流輸出模塊。
[0042]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開提供了一種料空識別方法，該方法應用於導波雷達物位計。該方法根據被測介質反射回來的回波信號，生成相應的波形圖，並根據該波形圖，判斷回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號。若否，則確定被測介質為料空狀態；若是，則進一步計算該尾波信號的所在位置，當該尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計的末端所在位置的距離在預設範圍內時，確定所述被測介質為料空狀態。本方法在物位測量的回波軟體算法處理上加入了尾波識別的實現方式，通過對尾波的特徵量查尋，找到準確的尾波位置，根據尾波位置與傳感器長度差異來準確識別被測介質是否為料空，避免工業自動化控制的誤操作。【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0044]圖1示出了本發明一種料空識別方法的一個實施例的流程示意圖；
[0045]圖2示出了本發明一種料空識別裝置的一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0047]參見圖1示出了本發明一種料空識別方法的一個實施例的流程示意圖。在本實施例中，該方法包括:
[0048]101:獲取被測介質反射回來的回波信號，並生成相應的波形圖。
[0049]其具體操作方法為:按照預設的頻率對被測介質反射回來的回波信號進行取樣，獲取多個目標點，將採集到的多個目標點按照一定的順序連接，從而得到該回波信號的波形圖。其中，不同的生產廠家生產的導波雷達物位計對回波信號的取樣頻率的設置不同，因而形成的波形圖的精度也不同。
[0050]可以理解的是，取樣頻率越快該波形圖的精度越高，然而在實際的應用中需要考慮存儲器的存儲能力，因而該取樣頻率可根據實際場合的需要由本領域的專業人員進行設置。
[0051]102:根據波形圖，判斷回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號。
[0052]需要說明的是，在實際的應用中，本領域的技術人員將通過導波雷達物位計末端反射回來的回波信號稱作為尾波信號。由於電磁波在空氣中和在被測介質中的傳播速度不同，因而相對於在被測介質表面反射回去的回波信號來說，通過導波雷達物位計末端反射回來的回波信號(尾波信號)會產生延遲。導波雷達物位計浸沒在被測介質中的部分越多，該尾波信號的延遲效果越明顯。因而，當被測介質處於料空狀態時，即導波雷達物位計的末端未與被測介質接觸的狀態，尾波信號的延遲效果最小。也就是說，當被測介質處於料空狀態時，尾波信號的所在位置最接近導波雷達物位計的末端。
[0053]具體的，首先確定該導波雷達物位計的長度，並在導波雷達物位計的長度範圍內查找最小幅值小於預設最小幅值Vmin，且最大幅值小於預設最大幅值Vmax的完整波形。其中，該最小幅值Vmin和最大幅值Vmax與物位計的類型、安裝方式和測量介質的介電常數有關。
[0054]需要說明的是，在實際應用中，當確定回波信號中不存在滿足上述要求的回波信號時，則可以直接確定被測介質不處於料空狀態。
[0055]103:若是，則計算尾波信號的所在位置。
[0056]當確定回波信號中存在滿足上述要求的尾波信號時，計算該尾波信號的所在位置。需要說明的值，在實際的應用中，需要查找尾波信號的特徵量，通過該特徵量確定尾波信號準確位置。本實施例將該尾波信號的最低點所在位置作為該尾波信號的所在位置。
[0057]具體的，可採用兩點取平均或多點擬合的方式來獲取該尾波信號的最低點。比如:首先找到波形與最小幅值Vmin相交的兩點P1、P2，以兩點取平均得到最低點位置Px。
[0058]104:判斷尾波信號的所在位置與導波雷達物位計末端所在位置的距離是否在預設範圍內。[0059]需要說明的時，在波形圖中不同點在導波雷達物位計上對應不同的位置。將導波雷達物位計的末端在波形圖中所對應的位置點Py與尾波信號的最低點Px相比較，若位置相差範圍不大，則認為當前測量是料空狀態，否則測量不在料空狀態。需要說明的是，在實際的應用中，因每取值範圍有差異，需根據情況進行設定，不作詳細介紹。
[0060]需要說明的是，本發明還公開了與料空識別方法相適用的一種料空識別裝置。參見圖2示出了本發明一種料空識別裝置的一個實施例的結構示意圖。該裝置包括:獲取被測介質反射回來的回波信號的信號採集單元21 ；
[0061]按照預設頻率，對信號採集單元21採集到的回波信號進行取樣，並生相應波形圖的採樣單元22 ；
[0062]根據波形圖，判斷回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號的第一判斷單元23，其中，當第一判斷單元23的判斷結果為否時，則確定所述被測介質為非料空狀態；
[0063]當第一判斷單元23的判斷結果為是時，計算該尾波信號的所在位置計算單元24 ；
[0064]判斷尾波信號的所在位置與導波雷達物位計末端所在位置的距離是否在預設範圍內的第二判斷單元25，其中，當所述第二判斷單元25的判斷結果為是時，確定被測介質為料空狀態。
[0065]顯示所述回波信號的波形圖的顯示單元26,可選的，該顯示單元26為液晶顯示器。
[0066]以及當確定被測介質為料空狀態時，輸出報警信號的報警單元27。所述報警單元27包括:4-20mA電流輸出模塊。當被測介質處於料空時，該電流輸出模塊輸出相應大小的報警電流。
[0067]最後，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0068]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0069]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種料空識別方法，所述方法應用於導波雷達物位計，其特徵在於，包括: 獲取被測介質反射回來的回波信號，生成相應的波形圖； 根據所述波形圖，判斷所述回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號； 若否，則確定被測介質處於非料空狀態； 若是，則計算所述尾波信號的所在位置，判斷所述尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計末端所在位置的距離是否在預設範圍內； 當所述尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計的末端所在位置的距離在預設範圍內時，確定所述被測介質為料空狀態。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述獲取被測介質反射回來的回波信號，生成相應的波形圖，包括: 獲取被測介質反射回來的回波信號； 按照預設頻率對所述回波信號進行取樣； 根據取樣結果生成所述 回波信號的波形圖。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所述波形圖，判斷所述回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號包括: 在所述波形圖中，確定所述導波雷達物位計的長度； 獲取在所述導波雷達物位計的長度範圍內的尾波信號； 判斷所述尾波信號是否滿足最小幅值小於預設最小幅值，且最大幅值小於預設最大幅值的要求； 若是，則確定所述回波信號中存在滿足預設要求的尾波信號； 若否，則確定所述回波信號中不存在滿足預設要求的尾波信號。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，當確定所述回波信號中存在滿足預設要求的尾波信號時，所述計算所述尾波信號的所在位置包括: 在所述波形圖中，獲取所述尾波信號中幅值為預設最小幅值的兩點； 將所述兩點的中間點所在位置作為所述尾波信號的所在位置。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，當確定所述回波信號中存在滿足預設要求的尾波信號時，所述計算所述尾波信號的所在位置包括: 在所述波形圖中，獲取所述尾波信號的多點 根據多點擬合的方式，計算所述尾波信號的最低點； 將所述尾波信號的最低點所在位置，作為所述尾波信號的所在位置。
6.一種料空識別裝置，其特徵在於，所述裝置包括: 獲取被測介質反射回來的回波信號的信號採集單元； 按照預設頻率，對所述信號採集單元採集到的回波信號進行取樣，並生成相應波形圖的採樣單元； 根據所述波形圖，判斷所述回波信號中是否存在滿足預設要求的尾波信號的第一判斷單元； 當所述第一判斷單元的判斷結果為否時，則確定所述被測介質為非料空狀態； 當所述第一判斷單元的判斷結果為是時，則計算所述尾波信號的所在位置計算單元； 判斷所述尾波信號的所在位置與所述導波雷達物位計末端所在位置的距離是否在預設範圍內的第二判斷單元； 當所述第二判斷單元的判斷結果為是時，確定所述被測介質為料空狀態。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括:顯示所述回波信號的波形圖的顯示單元。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括:當確定被測介質為料空狀態時，輸出報警信號的報警單元。
9.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述顯示單元為液晶顯示器。
10.根據權利要求8所 述的裝置，其特徵在於，所述報警單元包括:4-20mA電流輸出模塊。
【文檔編號】G01F23/28GK103674171SQ201310702950
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】趙俊傑 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司