物位检测方法和系统的制作方法_3

文档序号:8221755阅读:来源:国知局
述第二传感器间的位置间隔。
[0098]步骤S702,获取第二个超声波信号的传输距离的平方值与所述位置间隔的平方值的差值,并获取所述差值的平方根为第三修正传输距离。
[0099]步骤S703,获取第四个超声波信号的传输距离的平方值与所述位置间隔的平方值的差值,并获取所述差值的平方根为第四修正传输距离。
[0100]步骤S704,选取所述第三修正传输距离、所述第四修正传输距离、第一个超声波信号的传输距离和第四个超声波信号的传输距离中的最小值为所述待测物体的物位。
[0101]本实施方式,可在第二个超声波信号的传输距离、第四个超声波信号的传输距离以及所述平均距离这三者中任意两者不满足所述预设的近似相等条件时,快速精确地检测到待测物体的物位。
[0102]优选地,如图8所示,第一传感器310和第二传感器320发送和接收的四个超声波信号的传输路径如图8中的虚线所示。第一传感器310与第二传感器320间的位置间隔为dl。承载待测物体的容器的底边宽为d2。
[0103]在其他实施方式中,在选取所述第三修正传输距离、所述第四修正传输距离、第一个超声波信号的传输距离和第四个超声波信号的传输距离中的最小值为所述待测物体的物位的步骤之前,还包括以下步骤:
[0104]判断所述第三修正传输距离与所述第四修正距离的差值是否大于所述位置间隔,若大于,则判定本次测量失败。
[0105]若不大于所述位置间隔,则判定所述第三修正传输距离或所述第四修正传输距离是否大于预设的最大物位高度,若大于,则判定本次测量失败,若不大于,则选取所述第三修正传输距离、所述第四修正传输距离、第一个超声波信号的传输距离和第四个超声波信号的传输距离中的最小值为所述待测物体的物位。
[0106]若不大于所述位置间隔,或判定所述第三修正传输距离和所述第四修正传输距离中的最小值是否大于所述第一超声波信号的传输距离与所述第三超声波信号的传输距离中的最小值,若大于,则判定本次测量失败。
[0107]请参阅图9,图9是本发明的物位检测系统第一实施方式的结构示意图。
[0108]本实施方式的所述物位检测系统,可包括传输时间检测模块1010、传输距离生成模块1020、平均距离生成模块1030、第一判断模块1040和物位检测模块1050,其中:
[0109]传输时间检测模块1010,用于分别检测向待测物体发送的四个超声波信号中每个超声波信号的发送时间与接收时间的间隔,生成每个超声波信号的传输时间,其中,第一个超声波信号由第一传感器发送和接收,第二个超声波信号由所述第一传感器发送且由第二传感器接收,第三个超声波信号由所述第二传感器发送和接收,第四个超声波信号由所述第二传感器发送且由所述第一传感器接收。
[0110]传输距离生成模块1020,用于将每个超声波信号的传输时间分别与每个超声波信号的传播速度相乘,生成每个超声波信号的传输距离。
[0111]平均距离模块1030,用于在四个超声波信号的传输距离均大于预设盲区距离时,获取第一个超声波信号的传输距离与第三个超声波信号的传输距离的平均值,生成平均距离。
[0112]第一判断模块1040,用于判断第二个超声波信号的传输距离、第四个超声波信号的传输距离以及所述平均距离这三者之间是否相互满足预设的近似相等条件。
[0113]物位检测模块1050,用于在第二个超声波信号的传输距离、第四个超声波信号的传输距离以及所述平均距离这三者之间相互满足所述预设的近似相等条件时,获取物位等腰三角形的顶点到底边的垂直高度为所述待测物体的物位,其中,所述物位等腰三角形的底边长为所述第一传感器与所述第二传感器间的位置间隔,所述物位等腰三角形的两腰长度和为第二个超声波信号的传输距离、第四个超声波信号的传输距离以及所述平均距离中的任意一个。
[0114]本实施方式,通过两个同时具备收发功能的传感器向待测物体发送四个超声波信号,测量每个超声波信号的传输时间;将每个超声波信号的传输时间分别与每个超声波信号的传播速度相乘,生成每个超声波信号的传输距离;若四个超声波信号的传输距离均大于预设盲区距离,则获取第一个超声波信号的传输距离与第三个超声波信号的传输距离的平均值,生成平均距离;判断第二个超声波信号的传输距离、第四个超声波信号的传输距离以及所述平均距离这三者之间是否相互满足预设的近似相等条件;若是,则获取物位等腰三角形的顶点到底边的垂直高度为所述待测物体的物位,可不受物体的凹凸面、介质常数、湿度、粘度、导热率灯等因素的影响,连续测量待测物体的物位,实时测得物体的物位,且测量误差小、故障率低。
[0115]其中,对于传输时间检测模块1010,检测的接收时间优选地为第一次接收到各个超声波信号的时间。所述待测物可为颗粒物,如冰块。
[0116]优选地,第一传感器和第二传感器可分别为口径如图2所示的喇叭口,可有效减小测量角度,提高超声波信号的发射率和接收率。
[0117]进一步地,在通过第一传感器和第二传感器向待测物体四个超声波信号时,第一个超声波信号和第二个超声波信号可为第一传感器同时发送的一类超声波信号,第三个超声波信号和第三个超声波信号可为第二传感器同时发送的一类超声波信号。在其他实施方式中,第一传感器和第二传感器也可以分四次分别分送四个超声波信号。
[0118]在一个实施例中,传输时间检测模块1010还可用于:
[0119]通过第一传感器A向待测物体发送第一个超声波信号,并记录第一个超声波信号的发送时间。
[0120]再通过第一传感器A接收第一个超声波信号,并记录第一个超声波信号的接收时间,获取第一个超声波信号的发送时间与接收时间的差值,生成第一个超声波信号的传输时间。
[0121]通过第一传感器A向待测物体发送第二个超声波信号,并记录第二个超声波信号的发送时间。
[0122]通过第二传感器B接收第二个超声波信号,并记录第二个超声波信号的接收时间,获取第二个超声波信号的发送时间与接收时间的差值,生成第二个超声波信号的传输时间。
[0123]通过第二传感器B向待测物体发送第三个超声波信号,并记录第三个超声波信号的发送时间。
[0124]通过第一传感器A接收第三个超声波信号,并记录第三个超声波信号的接收时间,获取第三个超声波信号的发送时间与接收时间的差值,生成第三个超声波信号的传输时间。
[0125]通过第二传感器B向待测物体发送第四个超声波信号,并记录第四个超声波信号的发送时间。
[0126]通过第二传感器B接收第四个超声波信号,并记录第四个超声波信号的接收时间,获取第四个超声波信号的发送时间与接收时间的差值,生成第四个超声波信号的传输时间。
[0127]其中,在测量每个超声波信号的传输时间时,对应测量第一传感器或第二传感器对应各个超声波信号的余震时间。
[0128]优选地,四个超声波信号的频率不同。方便区分各个超声波信号,以防不同超声波信号的误检测。
[0129]进一步地,在通过第一传感器A或第二传感器B发送超声波信号前,如图3所示,可在固定传感器的固定部位加入硅胶套130,以有效减小传感器的共振和两个传感器之间的干扰。
[0130]在另一个实施例中,可预先设定检测周期,每个检测周期检测四个超声波信号的传输时间。
[0131]对于传输距离生成模块1020,超声波信号的传播速度优选地为超声波信号在空气中的传播速度,还可根据实际传播环境预先测量超声波信号的传播速度。
[0132]对于平均距离生成模块1030,若对应一个超声波信号的余震时间小于余震时间阈值,则判定所述超声波信号的传输距离大于预设盲区距离。若对应四个超声波信号的余震时间均小于余震时间阈值,则四个超声波信号的传输距离均大于预设盲区距离。
[0133]优选地,预设盲区距离可通过如下公式(I)计算:
[0134]h = dl/2tana (I);
[0135]其中,h为所述预设盲区距离,dl为第一传感器与第二传感器之间的位置间距,a为第一传感器或第二传感器的最大测量角度的一半。
[0136]在一个实施例中,本发明的物位检测系统还可包括第一间隔模块、第一修正模块、第二修正模块和第一选取模块,其中:
[0137]所述第一间隔模块用于在第一个超声波信号的传输距离或第三个超声波信号的传输距离不大于所述预设的盲区距离时,获取所述第一传感器与所述第二传感器间的位置间隔。
[0138]所述第一修正模块用于获取第二个超声波信号的传输距离的平方值与所述位置间隔的平方值的差值,并获取所述差值的平方根为第一修正传输距离。
[0139]所述第二修正模块用于获取第四个超声波信号的传输距离的平方值与所述位置间隔的平方值的差值,并获取所述差值的平方根为第二修正传输距离。
[0140]所述第一选取模块用于选取所述第一修正传输距离和所述第二修正传输距离中的最小值为所述待测物体的物位。
[0141]其中,对应第一个超声波信号的余震时间或对应第二个超声波信号的余震时间偏大,则判定第一个超声波信号的传输距离或第二个超声波信号的传输距离不大于所述预设的盲区距离。
[0142]优选地,还可将选取的最小值的一半作
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