[發明專利]一種測量鹽度值的數據采樣處理方法

無效

• 申請號: 201210143041.7
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102680534A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 黃慶安;韓磊;殷剛毅;胡大君
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

采用提高分辨率和干擾對消的數據采樣處理方法屬于鹽度檢測領域，具體用于對雙脈沖鹽度電導率檢測的采樣數據處理。

背景技術

近年來，高速公路建設的規模十分巨大，因此大量公路路面的監測和維護日益重要。公路路面在實際的使用過程中，路面結冰會對整個路面結構產生不利的影響，并極大的增大了交通事故的發生幾率。鹽度檢測傳感器能夠準確測量路面積水中除冰劑（主要成分是氯化鈣、氯化納、氯化鎂等）的濃度和積水的結冰點，從而對公路路面的結冰溫度進行實時測量和預警，因此對于高速公路系統的信息化和智能化以及交通事故的預防預警有著十分重要的意義。目前測量鹽度的技術是基于相位檢波法、雙脈沖法、動態脈沖法和頻率法的原理實現，其核心就是用脈沖或者正弦波信號加載到電導池電極上，通過對不同濃度鹽溶液中電導率變化的檢測實現鹽度值的測量。對于電導率測量電路的采樣方法通常是對采樣曲線進行多次采樣求平均值的方法，然而，由于長期工作中傳感電極的氧化或存在覆蓋物導致采樣曲線會發生整體漂移，從而使得測量數據產生誤差，導致鹽度檢測模塊一致性、重復性、穩定性、可靠性的劣化。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種一種測量鹽度值的數據采樣處理方法，應用該方法可以克服采樣曲線發生整體漂移所帶來的誤差，提高測量分辨率，并有一定的抗干擾能力。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明是提出一種測量鹽度值的數據采樣處理方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：觀察輸出電壓的波形，確定電壓大于零的區間；

步驟2：對電壓大于零區間的波形中最低電壓重復采樣m個電壓值y11,y22,y33?…?ymm,計算最低電壓平均值ym=（y11+y22+y33+…+ymm）/m；

y11,y22,y33?…?ymm代表電壓大于零區間的波形中最低電壓重復采樣的電壓值，m為自然數；

步驟3：對電壓大于零區間的波形中最高電壓重復采樣z個電壓值yz1,yz2,yz3,?…?yzz,計算最高電壓平均值yz=yz1+yz2+…+yzz/z；

z1,yz2,yz3,?…?yzz代表?電壓大于零區間的波形中最高電壓重復采樣的電壓值，z為自然數；

步驟4：對電壓大于零區間的波形等時間間隔Δt采樣n個電壓值y1,y2,y3?…?yn，采樣值必須大于最低電壓平均值ym并且小于最高電壓平均值yz，否則去除；

y1,y2,y3?…?yn代表電壓大于零區間的波形等時間間隔Δt采樣的電壓值；n為自然數；

步驟5：根據電壓值y與時間t圍成的陰影部分面積A=[(y1-ym)+(y2-ym)+(y3-ym)+…+(yn-ym)]×Δt,根據不同的鹽度對應不同的A值，來測量鹽度值；

y1,y2,y3?…?yn代表電壓大于零區間的波形等時間間隔Δt采樣的電壓值；n為自然數，最低電壓平均值ym。

本發明中的基于高分辨率和干擾對消的采樣數據處理方法不同于多次采樣求平均值的方法，其利用對差值求積分的方法測量鹽度值。相比而言，基于高分辨率和干擾對消的采樣數據處理方法具有以下主要特點：一、當采樣曲線發生整體漂移的時候，差值是穩定的，對差值進行積分的A值也是穩定的，本方法采用對差值求積分的方法很好地克制了采樣曲線整體漂移導致的測量數據誤差問題；二、相對于多次采樣求平均的方法，本方法相當于將計算采樣曲線的平均值改為計算采樣曲線的面積，從而提高了分辨率；三、本方法的采樣過程中確定了采樣值的范圍，濾除了尖端脈沖噪聲，達到了噪聲抑制作用。

有益效果:本發明利用對差值積分的方法解決了由于長期工作中傳感電極的氧化或存在覆蓋物導致采樣曲線發生整體漂移，導致測量數據產生誤差的問題，提高了鹽度檢測模塊的分辨率、一致性、重復性、穩定性和可靠性，并且由于限定了采樣值的范圍，達到了噪聲過濾的效果，起到了很好的噪聲抑制作用。

附圖說明

圖1是基于高分辨率和干擾對消的采樣數據處理方法的采樣曲線示意圖。

具體實施方式

下面為本發明的一種測量鹽度值的數據采樣處理方法，包括以下步驟：

1）使用示波器觀察輸出電壓的波形，確定電壓大于零的區間，典型波形如圖1所示;