一種傳感器自動檢測控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種傳感器自動檢測控制裝置，所述裝置包括傳感器控制模塊、連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器；所述連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器均與所述傳感器控制模塊的信號輸入端連接，所述傳感器控制模塊根據(jù)信號輸入端輸入的數(shù)據(jù)獲得待檢測數(shù)據(jù)的最終值；所述傳感器控制模塊與所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器之間的電氣連接線路上均通過繼電器的輸出回路進行通斷電與信號輸入狀態(tài)控制，從而控制所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器的工作狀態(tài)。本實用新型在滿足檢測響應(yīng)性能的同時，降低傳感器的能耗，延長傳感器的使用壽命，并實現(xiàn)傳感器的故障自檢，降低傳感器的故障率。
【專利說明】一種傳感器自動檢測控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體涉及一種傳感器自動檢測控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]傳感器在自動化控制過程中起到重要的作用，伴隨自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的快速發(fā)展，系統(tǒng)對高可靠、低能耗的傳感器檢測系統(tǒng)提出了迫切的需求。以超聲波液位檢測探頭為例，由于通常的超聲波液位檢測器通常處于持續(xù)檢測過程中，導(dǎo)致超聲波探頭的使用壽命有限，且需要消耗較高的能力。在電池供電的無線傳輸系統(tǒng)中，對供電提出了更為苛刻的要求，而為了實現(xiàn)節(jié)能，采用間歇式液位探測方式，則存在不能夠及時響應(yīng)液位的變化，導(dǎo)致液位變化過大而超聲波沒有及時探測液位變化導(dǎo)致控制滯后問題。對于投入式液位傳感器，由于液位探頭一直通電，探頭對抗雷擊等問題也顯得更加重要，往往需要投入較多的設(shè)備和資金進行防雷處理。另外，當傳感器損壞后，系統(tǒng)也不能對傳感器故障進行及時的自檢，導(dǎo)致控制失靈，用戶不得不采用多探頭冗余設(shè)計方法，間接提高了系統(tǒng)的使用和維護成本。
實用新型內(nèi)容
[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是如何在保證傳感器靈敏度的前提下，降低傳感器功耗、實現(xiàn)傳感器故障自檢。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種傳感器自動檢測控制裝置，所述裝置包括傳感器控制模塊、連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器；
[0007]所述連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器均與所述傳感器控制模塊的信號輸入端連接，所述傳感器控制模塊根據(jù)信號輸入端輸入的數(shù)據(jù)獲得待檢測數(shù)據(jù)的最終值；
[0008]所述傳感器控制模塊與所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器之間的電氣連接線路上均通過繼電器的輸出回路進行通斷電以及信號傳送控制，從而控制所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器的工作狀態(tài)。
[0009]優(yōu)選地，所述傳感器控制模塊控制所述繼電器的輸入回路通斷電，實現(xiàn)對所述繼電器的輸出回路的通斷狀態(tài)控制。
[0010](三)有益效果
[0011]本實用新型提供了一種傳感器自動檢測控制裝置，所述裝置包括具有節(jié)能管理功能的傳感器控制模塊、具有采集數(shù)據(jù)功能的連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器，并通過繼電器控制傳感器的工作狀態(tài)，本實用新型在滿足檢測響應(yīng)性能的同時，降低傳感器的能耗，延長傳感器的使用壽命，并實現(xiàn)傳感器的故障自檢，降低傳感器的故障率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型的一種傳感器自動檢測控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為利用本實用新型的裝置計算得到待檢測數(shù)據(jù)的最終值的控制方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0016]圖1為本實用新型的一種傳感器自動檢測控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括傳感器控制模塊、連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器；
[0017]所述連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器均與所述傳感器控制模塊的信號輸入端連接，將連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器采集的數(shù)據(jù)上傳給所述傳感器控制模塊，所述傳感器控制模塊根據(jù)得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得到待檢測數(shù)據(jù)的最終值；所述傳感器控制模塊與所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器之間的電氣連接線路上均通過繼電器的輸出回路進行通斷電以及信號傳送控制，從而控制所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器的工作狀態(tài)。
[0018]本實用新型提供的一種傳感器自動檢測控制裝置，通過繼電器實現(xiàn)控制模塊與傳感器的物理隔離，控制傳感器開啟和關(guān)閉，使傳感器不會一直處于工作狀態(tài)，從而降低了傳感器功耗，延長傳感器使用壽命，有效抗雷擊；同時使本實用新型在滿足檢測響應(yīng)性能的同時，實現(xiàn)傳感器的故障自檢，降低傳感器的故障率。
[0019]優(yōu)選地，所述門限檢測傳感器采集的門限狀態(tài)對應(yīng)的數(shù)值在所述連續(xù)檢測傳感器采集得到數(shù)值范圍內(nèi)。所述傳感器控制模塊控制所述繼電器的輸入回路通斷電，實現(xiàn)對所述繼電器的輸出回路的通斷狀態(tài)控制。
[0020]所述連續(xù)檢測傳感器采集到設(shè)定數(shù)量的數(shù)據(jù)后，其電氣線路上的繼電器輸出回路斷開；所述門限檢測傳感器采集到數(shù)據(jù)后，其電氣線路上的繼電器輸出回路斷開。上述設(shè)定數(shù)量的數(shù)據(jù)根據(jù)實際情況確定其數(shù)據(jù)個數(shù)。
[0021]所述傳感器控制模塊計算所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值的具體過程為:
[0022]正常工作狀態(tài)下，由所述門限檢測傳感器采集門限狀態(tài)信號，所述連續(xù)檢測傳感器采集連續(xù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)門限狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時采集到的所述連續(xù)數(shù)據(jù)計算得到門限-連續(xù)檢測標準值；
[0023]所述門限檢測傳感器采集到的門限狀態(tài)信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)或所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍內(nèi)時，需要將所述門限檢測傳感器采集的門限狀態(tài)信號以及所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)與所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍進行比對，具體包括以下情況:
[0024]所述門限檢測傳感器采集到的門限狀態(tài)信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，比對所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)是否在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍內(nèi)，若在，則所述門限檢測傳感器、連續(xù)檢測傳感器均正常工作，并以所述連續(xù)檢測傳感器采集的數(shù)據(jù)作為所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值；否則，所述連續(xù)檢測傳感器發(fā)生故障，以所述門限檢測傳感器采集到的門限狀態(tài)對應(yīng)的數(shù)值作為所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值；
[0025]所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍內(nèi)，若所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)不是連續(xù)變化的，則所述連續(xù)檢測傳感器發(fā)生故障；否則，所述連續(xù)檢測傳感器正常工作，根據(jù)所述連續(xù)數(shù)據(jù)，若所述門限檢測傳感器采集的狀態(tài)信號應(yīng)該發(fā)生翻轉(zhuǎn)，卻沒有發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，則所述門限檢測傳感器發(fā)生故障，以所述連續(xù)檢測傳感器采集的數(shù)據(jù)作為所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值；
[0026]延時時間到，由所述門限檢測傳感器采集門限狀態(tài)信號以及由所述連續(xù)檢測傳感器采集連續(xù)數(shù)據(jù)，并計算所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值。
[0027]在上述的傳感器控制模塊的初次安裝時，其需進行存儲單元清零操作。
[0028]上述計算門限-連續(xù)檢測標準值的具體過程為:
[0029]傳感器控制模塊收到連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并記錄門限檢測傳感器采集到的門限翻轉(zhuǎn)時刻對應(yīng)的所述連續(xù)檢測傳感器采集到的連續(xù)變化的數(shù)值，形成對應(yīng)的狀態(tài)-數(shù)值關(guān)系表，在記錄設(shè)定的η次后，刪除數(shù)據(jù)組中的最大值與最小值，對剩下數(shù)據(jù)累加并進行平均值處理，獲得接近真實值的狀態(tài)-數(shù)值標準值。
[0030]所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍為在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)置容差值。
[0031]優(yōu)選地，所述延時時間的計算方法具體為:
[0032]前后兩次由所述連續(xù)檢測傳感器采集到的數(shù)據(jù)分別為a、b ;初始延時時間為t，傳感器的檢測精度為C ;則計算被測數(shù)據(jù)變化速度c’，c’ = (b-a)/t ；
[0033]比對所述測量精度和所述被測數(shù)據(jù)變化速度，計算延時時間預(yù)定值t’，如果b =a,,則t’ = t+ Δ t, Δ t為人為設(shè)定的延時時間，否則t’ = (c/c’)*t ；
[0034]設(shè)定最大延時時間T ；
[0035]比對所述延時時間預(yù)定值t’與所述最大延時時間T,如果t’ >T,則t’ = T,t’作為下次采集數(shù)據(jù)的延時時間，否則以所述最大延時時間T作為下次采集數(shù)據(jù)的延時時間。
[0036]利用本實用新型的裝置進行控制的方法，所述方法包括以下步驟，如圖2所示:
[0037]S1、格式化裝置；
[0038]S2、正常工作狀態(tài)下，由所述門限檢測傳感器采集門限狀態(tài)信號，所述連續(xù)檢測傳感器采集連續(xù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)門限狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時采集到的所述連續(xù)數(shù)據(jù)計算得到門限-連續(xù)檢測標準值；
[0039]S3、所述門限檢測傳感器采集到的門限狀態(tài)信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)或所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍內(nèi)時，需要將所述門限檢測傳感器采集的門限狀態(tài)信號以及所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)與所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍進行比對，具體包括以下情況:
[0040]所述門限檢測傳感器采集到的門限狀態(tài)信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，比對所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)是否在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍內(nèi)，若在，則所述門限檢測傳感器、連續(xù)檢測傳感器均正常工作，并以所述連續(xù)檢測傳感器采集的數(shù)據(jù)作為所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值；否則，所述連續(xù)檢測傳感器發(fā)生故障，以所述門限檢測傳感器采集到的門限狀態(tài)對應(yīng)的數(shù)值作為所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值；
[0041]所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍內(nèi)，若所述連續(xù)檢測傳感器采集的連續(xù)數(shù)據(jù)不是連續(xù)變化的，則所述連續(xù)檢測傳感器發(fā)生故障；否則，所述連續(xù)檢測傳感器正常工作，根據(jù)所述連續(xù)數(shù)據(jù)，若所述門限檢測傳感器采集的狀態(tài)信號應(yīng)該發(fā)生翻轉(zhuǎn)，卻沒有發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，則所述門限檢測傳感器發(fā)生故障，以所述連續(xù)檢測傳感器采集的數(shù)據(jù)作為所述待檢測數(shù)據(jù)的最終值；
[0042]S4、延時時間到，由所述門限檢測傳感器采集門限狀態(tài)信號以及由所述連續(xù)檢測傳感器采集連續(xù)數(shù)據(jù)，并用所述步驟S3的方法進行判斷。
[0043]優(yōu)選地，所述步驟S3中，門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)定的范圍為在所述門限-連續(xù)檢測標準值設(shè)置容差值。
[0044]優(yōu)選地，所述步驟S4中的延時時間的計算方法包括以下步驟:
[0045]S41、前后兩次由所述連續(xù)檢測傳感器采集到的數(shù)據(jù)分別為a、b ;初始測量延時時間為t，傳感器檢測精度為c ;則計算被測數(shù)據(jù)變化速度c’，c’ = (b-a)/t ；
[0046]S42、比對所述測量精度和所述被測數(shù)據(jù)變化速度，計算延時時間預(yù)定值t’:如果b=a,,則t’ = t+ Δ t, Δ t為人為設(shè)定的延時時間，否則t’ = (c/c’)*t ；
[0047]S43、設(shè)定最大延時時間T ；
[0048]S44、比對所述延時時間預(yù)定值t’與所述最大延時時間T，如果t’ >T,則t’ = T，t’作為下次傳感器采集數(shù)據(jù)的延時時間，否則以所述最大延時時間T作為下次傳感器采集數(shù)據(jù)的延時時間。
[0049]上述步驟SI中，格式化裝置時，其需進行存儲單元清零操作。
[0050]上述步驟S2中，計算門限-連續(xù)檢測標準值的具體過程為:
[0051]傳感器控制模塊收到連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并記錄門限狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時刻對應(yīng)的所述連續(xù)檢測傳感器采集到的的連續(xù)變化的數(shù)值，形成對應(yīng)的狀態(tài)-數(shù)值關(guān)系表，在記錄設(shè)定的η次后，刪除數(shù)據(jù)組中的最大值與最小值，對剩下數(shù)據(jù)累加并進行平均值處理，獲得接近真實值的狀態(tài)-數(shù)值標準值。
[0052]具體實施案例:
[0053]以壓力式液位檢測系統(tǒng)門限檢測傳感器采用浮球開關(guān)，連續(xù)檢測傳感器采用壓力液位傳感器，其檢測精度為C，設(shè)定最大的延時時間為Τ。將浮球開關(guān)的上限位置與下限位置隨機調(diào)節(jié)到壓力液位傳感器的檢測區(qū)間內(nèi)。
[0054]人工操作傳感器控制模塊，進行浮球開關(guān)動作位置與壓力液位傳感器探測位置匹配存儲區(qū)清零。將浮球開關(guān)與壓力式液位傳感器投入水池中。
[0055]在后期連續(xù)5次供水與用水中，浮球開關(guān)會發(fā)生5次狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，即滿水-缺水狀態(tài)。記錄對應(yīng)的壓力液位傳感器的液位信息Η1-Η5，(H滿水水位)、Ll-L5(缺水水位)，通過對數(shù)據(jù)進行分析，獲得Hmax, H min, Lmax, Lmin,可以獲得對應(yīng)浮球開關(guān)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的滿水液位H和缺水液位L, H-L即為所述狀態(tài)-數(shù)值標準值；其中H =(Hl+H2+H3+H4+H5-Hmax-Hmin)/3, L = (Ll+L2+L3+L4+L5-Lmax-Lmin)/3 ；
[0056]在初始的液位采集過程中，壓力液位傳感器以設(shè)定的最小采樣間隔t進行液位檢測，在檢測過程中，繼電器吸合，使得傳感器得電工作，并接通傳感器控制模塊與傳感器信號輸出端，實現(xiàn)傳感器輸出信號與傳感器控制模塊的聯(lián)通，獲得當前液位b。在檢測結(jié)束后，繼電器斷開與傳感器的連接，從而防止雷擊等異常損壞發(fā)射時，系統(tǒng)存在電氣回路，導(dǎo)致傳感器與檢測控制單元的損壞，提高傳感器與傳感器控制模塊的抗破壞性能，與此同時，實現(xiàn)f倉泛。
[0057]在下次采集后，獲得液位高度a，對采集的液位信息進行處理，獲得液位的變化速率C，= (b_a)/t ;如果b = a,采用時間累加的方法，t’ =七+1:’；否則，1:’ = (c/c，)*t;比對t’與T的大小，如果t’ >T，t’ = T ;下次采集則以t’的周期進行采樣，并進行上述重復(fù)檢測。
[0058]通過上述算法，可以確保傳感器自動適應(yīng)液位的變化速率，及時的進行液位的檢測，同時，通過設(shè)定最大采用時間間隔T，避免異常情況下，出現(xiàn)檢測時間間隔過大導(dǎo)致的檢測失靈問題。
[0059]在獲得翻轉(zhuǎn)液位H，L后，當液位達到存儲的液位H，L附近時(設(shè)定對應(yīng)的區(qū)間值)，檢測浮球開關(guān)狀態(tài)是否發(fā)生對應(yīng)的翻轉(zhuǎn)，如果浮球開關(guān)狀態(tài)未發(fā)生翻轉(zhuǎn)，則自檢浮球開關(guān)故障，進行告警，以壓力液位傳感器的液位輸出為參考值。如果壓力液位傳感器故障，出現(xiàn)液位一直不變化情況式，而浮球開關(guān)狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，液位沒有對應(yīng)到對應(yīng)的區(qū)間值時，判定壓力液位傳感器故障，以浮球開關(guān)狀態(tài)進行輸出控制；從而實現(xiàn)了傳感器的自檢。
[0060]本實用新型中的所述門限檢測繼電器和連續(xù)檢測繼電器，同時上電進行數(shù)據(jù)采集。
[0061]本實用新型的傳感器控制模塊可應(yīng)用上述方法，根據(jù)信號輸入端輸入的數(shù)據(jù)計算得到待檢測數(shù)據(jù)的最終值，但并不局限于上述方法，例如可在傳感器控制模塊中內(nèi)置輸入數(shù)據(jù)-結(jié)果對照表，根據(jù)信號輸入端輸入的數(shù)據(jù)，通過查表的方式，得到待檢測數(shù)據(jù)的最終值。
[0062]以上實施方式僅用于說明本實用新型，而非對本實用新型的限制。盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本實用新型的技術(shù)方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器自動檢測控制裝置，其特征在于，所述裝置包括傳感器控制模塊、連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器； 所述連續(xù)檢測傳感器以及門限檢測傳感器均與所述傳感器控制模塊的信號輸入端連接，所述傳感器控制模塊根據(jù)信號輸入端輸入的數(shù)據(jù)獲得待檢測數(shù)據(jù)的最終值； 所述傳感器控制模塊與所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器之間的電氣連接線路上均通過繼電器的輸出回路進行通斷電和信號傳送控制，從而控制所述連續(xù)檢測傳感器、門限檢測傳感器的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳感器控制模塊控制所述繼電器的輸入回路通斷電，實現(xiàn)對所述繼電器的輸出回路的通斷狀態(tài)控制。
【文檔編號】G01F25/00GK204228186SQ201420645641
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】胡文武, 蔣蘋, 羅亞輝, 石毅新, 彭才望 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)