流量传感器校准方法及系统与流程

本发明涉及医用监护设备测试领域，更具体地说，涉及一种流量传感器校准方法及系统。

背景技术：

流量传感器是肺功能仪、呼吸机等医用监护设备上的重要组成部件。但是由于流体成分差别、流量传感器的设计和制造工艺等原因，流量传感器对流体流量的测量结果通常存在一定差异。因此，为了保证医学监测结果的准确性，对流量传感器的校准则为至关重要。流量传感器的传统校准方法通常需要通过多次试验测量如流出系数、可膨胀性系数、直径比等较多的数据，这就导致校准参数的计算过程十分复杂，从而使得校准效率低；此外，校准后还存在实时测量时误差较大的情况、一致性低的情况。

因此，需要一种校准效率高、误差小、一致性高的流量传感器校准方法及系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种流量传感器校准方法及系统，用于解决校准效率低、误差大、一致性低的问题。

本发明的一个目的在于提供一种流量传感器校准方法，该包括以下步骤：

s11、采用压差传感器检测多个流体流量下对应的压差，获取测试量程内的流量-压差曲线，所述流体流量通过待校准流量传感器检测；

s12、对测试量程进行分段，在多个分段测试量程内分别对流量-压差曲线进行拟合，得多个分段拟合曲线，确定校准系数；所述分段拟合曲线为一次线性曲线或二次线性曲线。

进一步地，所述s12包括以下步骤：

s121、预设拟合误差阈值，对测试量程进行初始分段，在多个分段测试量程内分别对流量-压差曲线进行拟合，得多个分段拟合曲线，所述分段拟合曲线为一次线性曲线或二次线性曲线；

s122、当分段拟合曲线上某一流量对应的拟合误差达到或超过拟合误差阈值时，从该流量位置对测试量程进行再分段，直至测试量程内分段拟合曲线上所有流量对应的拟合误差小于拟合误差阈值，确定校准系数。

进一步地，所述拟合误差阈值为5%。

进一步地，所述拟合误差阈值为3%。

进一步地，所述对测试量程进行初始分段的方法为将测试量程平均分为n段，所述n为2至20；或，

进一步地，所述对测试量程进行初始分段的方法为将测试量程分为n段，所述n为2至20；流量越小时，分段长度越短。

进一步地，所述步骤s12之后还包括以下步骤：

s13、采用校准模块将标准流体按一定流量通过流量传感器，根据测量的流量值和实际计算的流量值计算补偿因子；所述校准模块为能产生恒定体积和流量的流体发生装置。

进一步地，所述流量传感器与pc校准端联接，所述校准方法还包括以下步骤：

s14、通过pc校准端将校准系数和/或补偿因子值写入特性参数，校准流量传感器的初始特性化数据。

进一步地，所述pc校准端与流量控制器联接，所述流量控制器用于控制通过流量传感器的流体流量。

本发明还提供了一种流量传感器校准系统，包括通过电路联接的流量传感器、流量控制器、压差传感器和pc校准端；所述流量控制器用于控制通过流量传感器的流体流量，所述压差传感器用于检测通过流量传感器的流体产生的压差，所述pc校准端用于将校准系数和/或补偿因子值写入特性参数，校准来自初始特性化的数据。

本发明流量传感器的校准方法，通过对测试量程内的流量-压差曲线进行分段拟合，提高了对流量传感器校准的准确性；无需测量复杂的流体参数和仪器参数，提高了校准效率；通过校准模块对流量传感器进行进一步校准，使得不同流量传感器支架的从而误差小，一致性高。

附图说明

图1为本发明第一实施方式中流量传感器校准系统的框架图。

图2是本发明第一实施方式中校准模块校准的框架图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1是本发明第一实施方式中的流量传感器校准系统，该包括通过电路联接的流量传感器、流量控制器、压差传感器和pc校准端；所述流量控制器用于控制通过流量传感器的流体流量，所述压差传感器用于检测通过流量传感器的流体产生的压差，所述pc校准端用于将校准系数和/或补偿因子值写入特性参数，校准流量传感器的初始特性化数据。

其中，本实施例校准系统中的pc校准端包括控制电路板，通过pc校准端的控制电路板，可以设置流量控制器的流体流量参数。

本实施例提供的流量传感器校准系统结构简单、操作简便，无需测量复杂的流量传感器技术参数即可实现对流量传感器的校准。

进一步地，如图2所示，本实施例的流量传感器校准系统还包括校准模块，所述校准模块可以是具有一定体积的定标筒，采用用校准模块将标准流体按一定流量通过流量传感器，从而可以实现对流量传感器进行的进一步校准。本方案的校准系统尤其适用于对多个流量传感器进行校准，可以减小不同流量传感器之间的个体差异。

本发明第二实施方式提供了一种流量传感器的校准方法，包括以下步骤：

s11、采用压差传感器检测多个流体流量下对应的压差，获取测试量程内的流量-压差曲线，所述流体流量通过待校准流量传感器检测；

s12、对测试量程进行分段，在多个分段测试量程内分别对流量-压差曲线进行拟合，得多个分段拟合曲线，确定校准系数；所述分段拟合曲线为一次线性曲线或二次线性曲线，确定分段校准系数。

本实施方式通过对测试量程进行分段，对各个分段测试量程内的流量-压差曲线分别进行进行一次线性拟合或二次现行拟合，与直接对测试量程内的流量-压差曲线直接进行现行拟合的技术方案相比，拟合结果更准确，从而使得对流量传感器校准的误差更小、准确性更高。

进一步地，所述s12包括以下步骤：

s121、预设拟合误差阈值，对测试量程进行初始分段，在多个分段测试量程内分别对流量-压差曲线进行拟合，得多个分段拟合曲线，所述分段拟合曲线为一次线性曲线或二次线性曲线；

s122、当分段拟合曲线上某一流量对应的拟合误差达到或超过拟合误差阈值时，从该流量位置对测试量程进行再分段，直至测试量程内分段拟合曲线上所有流量对应的拟合误差小于拟合误差阈值，确定校准系数。

本方案通过预先设置误差阈值，通过软件逐点检测多个分段拟合曲线上所有流量对应的拟合误差，将拟合误差值控制在预先设置的误差阈值以下，继而确定分段拟合曲线；本方案与未设置误差阈值的技术方案相比，进一步提高了曲线拟合的准确性，使得对流量传感器校准的误差更小。

进一步的，所述误差阈值为5%。本方案的误差阈值范围可以获得较精确的流量传感器校准结果。

更进一步的，所述误差阈值为3%。与上一技术方案相比，本方案的校准结果更准确。

需要说明的是，针对对测试量程的分段方法有多种，可以是对测试量程进行平均分段，也可以是非平均分段。

本发明一实施方式中，对测试量程进行初始分段的方法为将测试量程平均分为n段，所述n为2至20。

较佳的，对测试量程进行初始分段的方法为将测试量程分为n段，所述n为2至20；流量越小时，流量越小，分段长度越短。

进一步地，所述步骤s12之后还包括以下步骤：

s13、采用校准模块将标准流体按一定流量通过流量传感器，根据测量的流量值和实际计算的流量值确定补偿因子；所述校准模块为能产生恒定体积和流量的流体发生装置，例如具有一定体积的定标筒。

具体地，本方案可以是在流量传感器校准的测试量程内，根据标准流体的测量流量值和实际计算的流量值之间的误差，通过平均计算根据多个流体流量下对应的误差，确定补偿因子，再对流量传感器进行整体补偿。本方案减小了不同流量传感器之间的个体差异，使得流量传感器校准一致性更好。

需要说明的是，采用校准模块对流量传感器进行校准的步骤，可以是在流量传感器出厂时直接进行计算得到补偿因子，在后续流量器的使用过程中，采用补偿因子对流量传感器进行校准；也可以是在流量传感器的使用过程中，采用校准模块进行实时校准。

进一步地，所述流量传感器与pc校准端联接，所述校准方法还包括以下步骤：

s14、通过pc校准端将校准系数和/或补偿因子值写入特性参数，校准流量传感器的初始特性化数据。

本方案的pc校准端用于自动化拟合流量传感器工作曲线并计算得到校准系数和/或补偿因子值等特性参数，并写入流量传感器，采用pc校准端对流量传感器进行数据修正，简化了校准步骤，使得校准效率更高。

进一步地，所述pc校准端与流量控制器联接，所述流量控制器用于控制流经流量传感器的流体流量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。