[發明專利]一種可防誤判的透明管液體監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010121615.5
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111208094A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 曲鑫;屈八一;馮興樂;張磊;俞東松
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59;G01V8/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明提供的一種可防誤判的透明管液體監測裝置及方法，包括LED光源、透明輸液管、光電傳感器、信號調制及放大電路模塊、ADC及后端處理器模塊，其中，LED光源用于向透明輸液管提供光源；光電傳感器用于采集透明輸液管的光強信號，并將采集到的光強信號轉化為電流信號，同時將電流信號傳輸至信號調制及放大電路模塊；信號調制及放大電路模塊用于將電流信號轉換成電壓信號，經過放大電路進行放大，之后將放大信號傳輸至ADC及后端處理器模塊；ADC及后端處理器模塊用于將接收到的電壓模擬信號轉換成數字信號并進行后端處理；對初始閾值進行實時更新，用以提高判斷準確性。

技術領域

本發明屬于管道內有無液體的自動化監測領域，具體涉及一種可防誤判的透明管液體監測裝置及方法。

背景技術

在儀器儀表自動化領域，對透明管道內有無液體流過的狀態進行判斷的需求越來越多。例如，2018年中華人民共和國生態環境部發布的《化學需氧量(CODCr)水質在線自動監測儀技術要求及檢測方法(征求意見稿)》中就明確提出：“水質自動監測儀應具有異常信息記錄、上傳及反饋功能，如：缺試劑報警、部件故障報警、漏液報警、取樣故障報警和超標報警等。”再例如，應用于醫療領域的輸液報警器，可以對輸液管中是否有液體進行實時監測，缺液時及時報警，提醒換液。

目前可應用的傳感器技術主要有電容式傳感器和光電式傳感器，集成的傳感器一般有可調節檢測閾值的旋鈕。電容式傳感器用于檢測管道中有無液體狀態時靈敏度很高，但當傳感器周圍有其他金屬的時，傳感器會受到金屬的影響，這對傳感器在儀器內的安裝提出了很高要求。光電式傳感器基本原理是LED發出的光透射過透明管，透明管另一側用光電傳感器檢測光強并轉化為電信號，與預置電信號進行比較，從而輸出變化的電信號。光電式液體傳感器存在最大的缺陷是LED及光電傳感器存在較大的溫漂，并且在透明管中液體透光率會發生變化，而判斷閾值一經設定后不能再進行實時調整。當溫漂過大或透明管透光率發生較大變化時，有液狀態和無液狀態的信號幅值可能同時大于或小于設定的判斷閾值，光電式液體傳感器輸出信號會出現誤判的情況。雖然一般情況下，集成的光電傳感器有手動調節閾值的功能，但是不能完全實時解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可防誤判的透明管液體監測裝置及方法，解決了現有技術中的透明管中是否有液體進行監測的方法中，容易出現誤判的問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種可防誤判的透明管液體監測裝置，包括LED光源、透明輸液管、光電傳感器、信號調制及放大電路模塊、ADC及后端處理器模塊，其中，LED光源用于向透明輸液管提供光源；光電傳感器用于采集透明輸液管的光強信號，并將采集到的光強信號轉化為電流信號，同時將電流信號傳輸至信號調制及放大電路模塊；信號調制及放大電路模塊用于將電流信號轉換成電壓信號，經過放大電路進行放大，之后將放大信號傳輸至ADC及后端處理器模塊；ADC及后端處理器模塊用于將接收到的電壓模擬信號轉換成數字信號并進行后端處理，用于實現對設定的判斷閾值的實時更新。

優選地，LED光源為紅外光源。

優選地，光電傳感器為光電池、光電二極管或光電三極管。

一種可防誤判的透明管液體監測方法，包括以下步驟：

S1、對所述裝置進行初始化處理，確定初始閾值；

S2、對待測透明輸液管進行監測，得到電信號值，并將該電信號值與步驟S1中確定的初始閾值進行比對，其中，若測得的電信號值大于初始閾值時，則判斷該待測透明輸液管有液體，并根據該測得的電信號值計算并更新初始閾值，同時將更新后的閾值作為下次判斷的判斷閾值；若測得的電信號值小于初始閾值時，則判斷該待測透明輸液管無液體，并根據該測得的電信號值計算并更新初始閾值，同時將更新后的閾值作為下次判斷的判斷閾值；若測得的電信號值等于初始閾值時，則該判斷異常，重新進行判斷。