，这些信 号经过放大和和A/D转换后保存在数据缓存单元，并通过通信模块发送到数据处理端。
[0039] 步骤7 :根据宽频检测信号和从检测终端获取的接收信号进行特征提取。其中包 括以下步骤： 步骤7. 1 :数据预处理，包括数据频域变换、去噪声处理及频域滤波； 步骤7. 2 :信道特征辨识，可采用傅里叶变换对接收信号的频谱进行分析，得到多模接 收信号的频谱特征。
[0040] 步骤8 :联合多模信号的时频特性，对信道所处电解液属性、浓度及其分布进行分 析和判断。
[0041] 步骤9 :根据电解液浓度及其分布对蓄电池容量进行反演并在人机交互平台中显 示，其中检测结果分为以下三类进行分别处理： (1)高容量蓄电池特征。此类符合高容量电池的电解液特征，即多模接收信号特征 相似度较大的特征数据，主控制器将其特征数据和检测结果存储于存储单元的检测特征库 中。
[0042] (2)低容量蓄电池特征。此类为符合低容量电池的电解液特征，即多模接收信号特 征相似度较大的特征数据，主控制器将其特征数据和检测结果存储于存储单元的检测特征 库中。
[0043] (3)可疑蓄电池特征。此类特征是既不能确定为高容量的特征，但又不能确定为低 容量的特征，该类特征数据先存储于存储单元中，等待检测数据处理端空闲或检测完成之 后由检测人员选择是否进行重复检测以及是否进行进一步精确的数据处理。
[0044] 本发明使用超宽带探测信号和单发多模接收阵列，根据接收阵元获取的多模接收 信号，运用信号处理方法对信号强度和频率特征进行联合特征识别，从而判断电解液中带 电粒子的属性和浓度，进而判断电解液密度和电池容量，实现快速检测。
[0045] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种铅酸蓄电池容量的快速检测方法，其特征在于利用通电线圈在蓄电池上施加交 变磁场，应用磁敏传感器、超声波传感器和红外传感器对感应磁场和涡电流形成的电磁超 声、红外信号进行接收，利用信号处理方法对多模接收信号的时频特性进行分析和识别，进 而对电解液中带电粒子属性、电解液浓度进行判断，结合实验统计结果对蓄电池容量进行 反演而实现快速检测。2. 实现权利要求1所述一种铅酸蓄电池容量的快速检测装置，其特征在于包括数据 处理端和检测终端；数据处理端用于宽频信号的产生、信号特征提取、检测参数的设置与控 制、检测结果的存储、数据通信以及人机交互；检测终端负责宽频磁信号的发射、多模信号 的接收和数据通信。3. 根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池容量的快速检测装置，其特征在于所述检测 终端包括通信模块、发射预处理模块、发射线圈、磁反射体、接收传感器阵列和接收处理模 块；其中，通信模块负责接收数据处理端产生的宽频检测信号，采用有线/无线通信模式； 发射预处理模块负责对接收的宽频检测信号进行放大和D/A转换，转换后的信号用于控制 发射线圈中的电流；发射线圈负责磁信号发射；铁磁性材料制成的磁反射体用于阻挡磁力 线的后向逸散，把线圈产生的磁场反射回去，向远处推送交变磁场；接收传感器阵列由磁敏 传感器、超声波传感器和红外传感器组成，负责对发射点周围的多模接收信号的拾取，接收 信号的中心频率根据宽频检测信号的频段进行调整；接收处理模块用于对检测信号进行放 大、A/D转换和数据缓存； 所述数据处理端包括宽频信号发生模块、特征提取模块、主控制器、存储模块、人机交 互模块和通信模块，其中，宽频信号发生模块负责宽频检测信号的产生，其中宽频检测信号 的中心频率能根据检测深度及分辨率要求综合考虑进行选择；特征提取模块负责对接收的 多模信号进行时域和频域的特征分析与识别；主控制器负责数据处理端个构成模块之间的 工作调度，保证整个装置正常运行；存储模块用于存储检测结果和分类特征库；人机交互 模块负责人机交互，用于检测参数的设置、控制命令的输入及检测结果的输出；通信模块 负责发射端或者接收端与数据处理端之间数据和控制信息的传递，采用有线/无线通信模 式。4. 利用权利要求3所述快速检测装置的铅酸蓄电池容量的快速检测方法，其特征在于 包括如下步骤： 步骤1 :检测装置的参数配置；设置的参数包括：发射线圈参数、宽频检测信号参数、接 收传感器参数、特征提取模块参数、通信模块参数和检测结果显示参数； 步骤2 :装置设备状态的自动检测；所检测的状态包括：发射线圈的连接状态，检测终 端与数据处理端的连接状态，接收传感器阵列的连接状态，通信模块的连接与在线状态，检 测装置电源容量状态； 步骤3 :检测前的增益校准；其中增益校准方式包括两种：手动增益校准与自动增益校 准；手动增益校准方式由检测人员根据电解液属性设置各种增益参数；自动增益校准方式 则是在获得检测对象样本后，由数据处理端自动估算检测对象的各种增益参数； 步骤4 :宽频检测信号的产生；数据处理端的宽频信号发生模块根据步骤1所设置的宽 频检测信号参数产生宽频检测信号； 步骤5 :磁信号发射；检测终端的通信模块负责接收数据处理端产生的宽频检测信号， 并在发射预处理模块中进行放大和D/A转换，然后控制发射线圈的电流，线圈中的交变电 流信号在线圈周围产生交变磁场，实现磁信号的发射，磁反射体用于阻挡磁力线的后向逸 散，把线圈产生的磁场反射回去，向远处推送交变磁场； 步骤6 :多模信号接收；根据步骤1设置的传感器参数拾取多模接收信号，这些信号经 过放大和A/D转换后保存在数据缓存单元，并通过通信模块发送到数据处理端； 步骤7 :根据宽频检测信号和从检测终端获取的接收信号进行特征提取； 步骤8 :联合多模接收信号的时频特性，对信道所处电解液属性、离子浓度及其分布进 行分析和判断； 步骤9 :根据电解液离子浓度对蓄电池容量进行估算并在人机交互平台中显示。
【专利摘要】本发明提供一种铅酸蓄电池容量的快速检测方法与装置。检测装置包括数据处理端和检测终端；数据处理端用于宽频信号的产生、信号特征提取、检测参数的设置与控制、检测结果的存储、数据通信以及人机交互；检测终端负责宽频磁信号的发射、多模信号的接收和数据通信。本发明的检测方法利用通电线圈在蓄电池上施加交变磁场，应用磁敏传感器、超声波传感器和红外传感器对感应磁场和涡电流形成的电磁超声、红外信号进行接收，利用信号处理方法对多模接收信号的时频特性进行分析和识别，进而对电解液中带电粒子属性、电解液浓度进行判断，结合实验统计结果对蓄电池容量进行反演而实现快速检测。本发明具有操作简单方便，检测效率和准确度高的优点。
【IPC分类】G01R31/36
【公开号】CN105301507
【申请号】CN201510707526
【发明人】韦岗, 刘娇蛟, 马碧云, 杨萃, 李 杰, 曹燕, 王一歌, 赵明剑
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月26日