[發(fā)明專利]帶故障自診斷的水產(chǎn)養(yǎng)殖用超聲波水位檢測(cè)方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011013366.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112284492B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張業(yè)成;陳金龍;張榮標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F23/2962
• 分類號(hào): G01F23/2962;G01F25/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)水產(chǎn)養(yǎng)殖和檢測(cè)領(lǐng)域中的帶故障自診斷的水產(chǎn)養(yǎng)殖用超聲波水位檢測(cè)方法與裝置，超聲波探頭發(fā)送測(cè)距聲波，計(jì)算出水位深度h，舵機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度90度，使金屬探測(cè)板旋轉(zhuǎn)至超聲波探頭下方且遮擋超聲波探頭的測(cè)量路徑，控制超聲波探頭發(fā)送測(cè)量信號(hào)，測(cè)量到超聲波探頭到金屬探測(cè)板的測(cè)量距離d，將測(cè)量距離d與超聲波探頭和金屬探測(cè)板之間的實(shí)際垂直距離L作比較，判斷差值是否在設(shè)定誤差范圍，超過(guò)誤差范圍則測(cè)距發(fā)生故障，如果沒(méi)有超過(guò)誤差范圍則水位深度h為準(zhǔn)確水位數(shù)據(jù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)超聲波水位檢測(cè)的故障自診斷功能，保證每次測(cè)距的準(zhǔn)確性，避免檢測(cè)裝置發(fā)生死機(jī)導(dǎo)致液位檢測(cè)值不變從而發(fā)生水產(chǎn)品大量死亡的現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖和檢測(cè)領(lǐng)域，具體是采用超聲波技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖池水位進(jìn)行檢測(cè)的裝置和方法。

背景技術(shù)

在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，對(duì)養(yǎng)殖池水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控至關(guān)重要。養(yǎng)殖池的水位高低影響了水底各個(gè)區(qū)域的溫度，在自動(dòng)化養(yǎng)殖環(huán)境中，水位檢測(cè)的故障會(huì)導(dǎo)致水位不合理，降低各類水產(chǎn)品的產(chǎn)量。更嚴(yán)重的情況，一旦水位檢測(cè)設(shè)備發(fā)生故障，測(cè)量的水位完全錯(cuò)誤導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出錯(cuò)，水位控制過(guò)低會(huì)放空水池造成水產(chǎn)品大面積死亡，形成不可挽救的損失。

現(xiàn)有的水產(chǎn)養(yǎng)殖水位檢測(cè)一般都采用浮球式檢測(cè)方法，例如中國(guó)專利號(hào)為201720681384.7文獻(xiàn)中公開(kāi)的水位裝置是通過(guò)傳感器檢測(cè)浮球和鐵塊的位置來(lái)判斷水位高低。中國(guó)專利號(hào)為201810615020.8文獻(xiàn)中公開(kāi)的裝置是通過(guò)浮球和配套的機(jī)械結(jié)構(gòu)完成對(duì)水位的控制。浮球式水位檢測(cè)裝置不具備自動(dòng)檢測(cè)故障的功能，裝置長(zhǎng)期運(yùn)行在室外環(huán)境避免不了設(shè)備老化和損壞，發(fā)生故障將造成養(yǎng)殖池水位失控。

超聲波水位檢測(cè)相較于傳統(tǒng)的浮球式檢測(cè)方法，具有不用直接接觸，減少設(shè)備損耗，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。超聲波水位不僅測(cè)量準(zhǔn)確還可連續(xù)測(cè)量和詳細(xì)記錄水位高度，大大提高了監(jiān)測(cè)的科學(xué)性。在水產(chǎn)品養(yǎng)殖基地，超聲波裝置大多數(shù)被安裝在惡劣的室外環(huán)境下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光暴曬、風(fēng)雨洗禮，極有可能造成內(nèi)部電路的干擾甚至損壞?，F(xiàn)有的超聲波裝置只具備運(yùn)行電路異常報(bào)警功能，但不能判斷測(cè)距功能是否正常。在自動(dòng)化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，整個(gè)水位控制系統(tǒng)沒(méi)有人為干預(yù)，一旦超聲波設(shè)備死機(jī)或者檢測(cè)探頭失靈，檢測(cè)水位會(huì)一直保持不變，系統(tǒng)識(shí)別不了故障依舊照常運(yùn)行。如果測(cè)量水位遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際水位，自動(dòng)養(yǎng)殖系統(tǒng)將會(huì)不斷放水，當(dāng)養(yǎng)殖池水位放空時(shí)，水產(chǎn)品會(huì)缺水死亡。如果測(cè)量水位遠(yuǎn)低于實(shí)際水位，自動(dòng)養(yǎng)殖系統(tǒng)會(huì)不斷給養(yǎng)殖池加水，水位過(guò)高會(huì)溢出養(yǎng)殖池，水產(chǎn)品將大量丟失。因此，設(shè)計(jì)一種具備故障自檢測(cè)的超聲波水位檢測(cè)裝置來(lái)防止自動(dòng)養(yǎng)殖系統(tǒng)水位失控的情況極為重要。

發(fā)明內(nèi)容

在現(xiàn)有技術(shù)存在不能自動(dòng)檢測(cè)水位測(cè)量故障的背景下，本發(fā)明提供一種帶有自動(dòng)檢測(cè)故障功能的超聲波水位檢測(cè)方法與裝置，在不改變現(xiàn)有測(cè)距裝置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)故障自檢測(cè)功能，保證了每次測(cè)距的準(zhǔn)確性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明帶故障自診斷的水產(chǎn)養(yǎng)殖用超聲波水位檢測(cè)裝置所采用的技術(shù)方案是：水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘的岸邊固定垂直桿的下端，垂直桿上端固定連接一根水平空心桿的一端，水平空心桿的另一端延伸在水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘的上方，水平空心桿的另一端設(shè)有超聲波探頭和控制器，水平空心桿的中間位置固定連接垂直固定桿的上端，垂直固定桿的下端固定一個(gè)水平支撐板，水平支撐板的上表面上裝有舵機(jī)，舵機(jī)的輸出軸同軸連接下方的舵盤(pán)，舵盤(pán)固定連接下方的金屬探測(cè)板；金屬探測(cè)板是長(zhǎng)方形的板狀，在偏向一端板面處連接舵盤(pán)，超聲波探頭在金屬探測(cè)板的上方；控制器經(jīng)控制線分別連接超聲波探頭和舵機(jī)

所述的帶故障自診斷的水產(chǎn)養(yǎng)殖用超聲波水位檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法所采用的技術(shù)方案是包括以下步驟：

步驟A：控制器控制超聲波探頭發(fā)送測(cè)距聲波，當(dāng)前時(shí)間為t1，測(cè)距聲波撞擊水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘的水面后反彈被超聲波探頭接收，當(dāng)前時(shí)間為t2，計(jì)算出水位深度h=H-v（t2-t1）/2，H為超聲波探頭距離水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘池底的距離，v是超聲波傳播速度；