压力检测方法及其应用与流程

文档序号:14895888发布日期:2018-07-08 04:29阅读:346来源:国知局

本发明涉及压力检测技术领域,特别涉及一种压力检测方法、应用此压力检测方法的压力检测装置,并将压力检测装置应用在水泵上。



背景技术:

在水泵装置中,通常会设置压力传感器来对水泵水压进行检查,以便于对水泵系统做出更好更加精确的控制。

市场上的压力传感器在制作过程中会产生不可避免的误差,这导致静态参数特征的实际测量值发生偏差,而信号的无失真转换要求传感器的相关参数(如零点、灵敏度、非线性等)必须达到一定的精度要求,所以,必须对压力传感器实施标定操作,以得到真实的性能参数。

由于环境因素对压力传感器会产生影响,导致压力传感器在放置一段时间后,传感器的相关参数也会发生变化,特别是在于温度的变化,对压力传感器的检查输出有显著的影响。

压力传感器的标定是指:对于已经获得的标准压力值,采用一个高一数量级的标准器将其作用于被标定传感器上,从而获得其输入输出的对应关系。

对于水泵的压力传感器是压阻式压力传感器,该传感器内部采集模块的设计是基于压电效应制造的,其工作原理为:压力传感器的压力芯体感受到压力时,产生与压力大小成正比的微位移,从而使电桥阻值发生改变,通过内部信号调理电路,将阻值进行转换输出相对应的标准压力测量值。

现有的压力传感器具有一定的温度适用范围,通过试验得知,其在超出其温度适用范围之后,压力传感器的检测结果出现偏差,压力传感器的由于温度适用范围而受到局限,特别是在水泵应用中,水泵传输的一些流体温度变化范围较大,一般的压力传感器会出现检测结果的偏差,造成检测数据不准确。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种压力检测方法、应用此压力检测方法的压力检测装置,并将压力检测装置应用在水泵上,其具有克服温度影响,提高检测精度和可靠性的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种压力检测方法,包括压力传感器、温度传感器、存储器和控制器,包括如下步骤:

步骤1:通过压力传感器获得第一时刻的压力数值,通过温度传感器获得所述第一时刻的温度数值;

步骤2:将步骤1中获得的压力数值和温度数值传输至存储器中进行存储;

步骤3:存储器将温漂系数、下限温度值、上限温度值、压力数值、温度数值传输至控制器中;

步骤4:控制器根据存储器中的数据判断第一时刻的温度数值是否处于下限温度值和上限温度值之间的范围:

s41,当温度小于下限温度值t下限时,控制器采用如下公式计算:u=(1-(t-t下限)*k)*ug;

s42,当温度处于下限温度值和上限温度值之间时,u=ug;

s43,当温度大于上限温度值t上限时,控制器采用如下公式计算:u=(1-(t-t上限)*k)*ug;

上式中,u为通过温度补偿后的压力值,t为步骤1中获得的当前温度数值,ug为步骤1中获得的压力数值,k为温漂系数,t基准为预先设置在存储器中的基准温度值;

步骤5:将步骤4获得的通过温度补偿后的压力值传输入存储器中进行存储。

通过上述设置,将此时刻的温度和此时刻的压力数据进行比对,通过公式将温度对压力检测的数据进行温度补偿,补偿后的数值更为精确;且能够对补偿前后数据进行记录后作为历史数据进行追溯和调整。

作为本发明的具体方案可以优选为:所述步骤1中的温度数值的获取方式包括:在压力传感器的等距离范围内获取多个单一温度数值,并根据所有单一温度数值计算出平均值作为第一时刻的温度数值。

通过上述设置,为了提高温度数值获取的可靠性,借助此时刻同时采集多个压力传感器附近的多个温度数值进行计算,避免了单一温度数值的片面性,使得温度数值更加符合变化趋势,更能真实反映温度情况。因为温度变化是一个空间热力辐射和时间过渡的变化过程,不会突升突降,由此可以更加准确体现检测的温度。

作为本发明的具体方案可以优选为:所述步骤1中的温度数值的获取方式包括:根据第一时刻前n个时刻和第一时刻后n个时刻的温度数值,计算出平均值作为新的第一时刻的温度数值。

通过上述设置,基于温度变化是时间上的变化,因此通过采集各个时刻的温度数值,并通过相邻前后几个时刻的温度变化规律,取其平均值作为替代,则可以较为贴近温度的变化趋势,并且避免一些数据坏点,所谓数据坏点指:数据采集过程中,由于硬件或外部其他因素干扰造成数据明显偏大或偏小,脱离实际的数据信息。

作为本发明的具体方案可以优选为:将2n+1个温度数值排除a个最大值和a个最小值,计算出2n-2a+1个的温度数值的平均值作为新的第一时刻的温度数值,2n-2a+1>1。

通过上述设置,对温度数值进一步排查,进一步提高温度数据的可靠性,并且有效剔除一些温度坏点,以降低错误数据对整体数据模型的干扰程度。

作为本发明的具体方案可以优选为:在步骤1之前,设定温度传感器的温度采样频率。

通过上述设置,通过对温度采样频率的设定,可以提高温度数值的数量,便于更加准确的对温度进行采集和反馈。

作为本发明的具体方案可以优选为:步骤3中的上限温度值t上限和下限温度值t下限根据压力传感器的通电时间进行修改,通电时间长度t大于b时,取t除以b的商m,t1=t上限-cm,t2=t下限+cm。

通过上述设置,主要是为了克服使用寿命,对压力传感器的上限温度值和下限温度值造成印象而无法调节的问题,采用压力传感器的通电时长进行计时,从而根据寿命情况对上限温度值和下限温度值进行调整,提高检测可靠性。

一种压力检测装置,包括压力传感器、温度传感器、存储器和控制器,所述压力传感器连接控制器,用于获取第一时刻的压力数值,并传递给控制器以及存储器;所述温度传感器连接控制器,用于获取所述第一时刻的温度数值,并传递给控制器以及存储器;控制器连接存储器,用于调用存储器中的温漂系数、下限温度值、上限温度值、压力数值、温度数值,判断第一时刻的温度数值是否处于下限温度值和上限温度值之间的范围:

s41,当温度小于下限温度值t下限时,控制器采用如下公式计算:u=(1-(t-t下限)*k)*ug;

s42,当温度处于下限温度值和上限温度值之间时,u=ug;

s43,当温度大于上限温度值t上限时,控制器采用如下公式计算:u=(1-(t-t上限)*k)*ug;

上式中,u为通过温度补偿后的压力值,t为步骤1中获得的当前温度数值,ug为步骤1中获得的压力数值,k为温漂系数,t基准为预先设置在存储器中的基准温度值;并将新的数据存储到存储器中。

通过上述设置,通过将上述的方法应用到压力检测装置上,从而实现压力的检测,此检测使得压力和温度同时采集,并将对压力数值进行补偿,补偿方式是根据温度变化情况进行,从而提高压力检测的可靠性。

作为本发明的具体方案可以优选为:一种水泵,包括上述的压力检测装置,所述压力检测装置中的存储器连接有上位机,所述上位机用于显示温漂系数、下限温度值、上限温度值、压力数值、温度数值。

通过上述设置,将上述的压力检测装置应用到水泵上,并且通过连接上位机,使得数据可以被直观的表现出来,便于操作人员控制和调试。

作为本发明的具体方案可以优选为:所述上位机具有和外部设备通信的rs485通信接口。

通过上述设置,采用rs485通信接口,可以和外部设备进行通信和数据提取和修改。

作为本发明的具体方案可以优选为:所述rs485通信接口还连接有usb转换器,usb转换器用于将rs485通信接口转为usb接口。

通过上述设置,为了提高操作便利程度以及连接的适配问题,可以用rs485接口和usb接口进行连接。

综上所述,本发明对比于现有技术的有益效果为:通过公式将温度对压力检测的数据进行温度补偿,补偿后的数值更为精确;且能够对补偿前后数据进行记录后作为历史数据进行追溯和调整。温度采集更加可靠。

附图说明

图1为实施例2的结构方框图;

图2为实施例3的结构方框图。

附图标记:1、压力传感器;2、温度传感器;3、存储器;4、控制器;5、上位机;6、rs485通信接口;7、usb转换器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1:

一种压力检测方法,采用的硬件有压力传感器1、温度传感器2、存储器3和控制器4,包括如下步骤:

步骤1:通过压力传感器1获得第一时刻的压力数值,通过温度传感器2获得第一时刻的温度数值;第一时刻为检测过程中的某一时刻,并未特指,以1小时的检测时长为例,第一时刻具体可以为此1小时内的某一个时间点。对于温度和压力检测来说,温度数值和压力数值的检查量跟检测频率相关,在步骤1之前,可以设定温度传感器2的温度采样频率。通过对温度采样频率的设定,可以提高温度数值的数量,便于更加准确的对温度进行采集和反馈。当检测频率为60每分钟,则是一秒一个温度数值和压力数值。则1小时的温度数值量为360个,压力数值量为360个。当然,此时的压力数值还未做处理。

步骤2:将步骤1中获得的压力数值和温度数值传输至存储器3中进行存储;上述的温度数值和压力数值所有数据存储到存储器3中,可以任一调用读取和改写替换。

步骤3:存储器3将温漂系数、下限温度值、上限温度值、压力数值、温度数值传输至控制器4中,压力传感器1采用压阻式,温漂系数0.01为例,下限温度值、上限温度值在以下的表述中的表述可以为:t下限、t上限。

步骤4:控制器4根据存储器3中的数据判断第一时刻的温度数值是否处于下限温度值和上限温度值之间的范围:

s41,当温度小于下限温度值t下限时,控制器4采用如下公式计算:u=(1-(t-t下限)*k)*ug;

s42,当温度处于下限温度值和上限温度值之间时,可以等于下限温度值和上限温度值,u=ug;

s43,当温度大于上限温度值t上限时,控制器4采用如下公式计算:u=(1-(t-t上限)*k)*ug;

上式中,u为通过温度补偿后的压力值,t为步骤1中获得的当前温度数值,ug为步骤1中获得的压力数值,k为温漂系数,t基准为预先设置在存储器3中的基准温度值。

步骤5:将步骤4获得的通过温度补偿后的压力值传输入存储器3中进行存储。

将此时刻的温度和此时刻的压力数据进行比对,通过公式将温度对压力检测的数据进行温度补偿,补偿后的数值更为精确;且能够对补偿前后数据进行记录后作为历史数据进行追溯和调整。

对于上述的方法进一步优选,步骤1中的温度数值的获取方式包括:在压力传感器1的等距离范围内获取多个单一温度数值,并根据所有单一温度数值计算出平均值作为第一时刻的温度数值。压力传感器1设置在中间位置,温度传感器2周向分布在压力传感器1的周围,并且均匀分布。例如图1所示,温度传感器2设置四个,四个温度传感器2连线成正方形,且压力传感器1处于对角线的交点。

为了提高温度数值获取的可靠性,借助此时刻同时采集多个压力传感器1附近的多个温度数值进行计算,避免了单一温度数值的片面性,使得温度数值更加符合变化趋势,更能真实反映温度情况。因为温度变化是一个空间热力辐射和时间过渡的变化过程,不会突升突降,由此可以更加准确体现检测的温度。

对于上述方法的另一种改进方式为:步骤1中的温度数值的获取方式包括:根据第一时刻前n个时刻和第一时刻后n个时刻的温度数值,计算出平均值作为新的第一时刻的温度数值。此时的第一时刻至检测时间范围内的至少第二个时刻点,如第二秒所采样的数据,n为大于0的整数。

基于温度变化是时间上的变化,因此通过采集各个时刻的温度数值,并通过相邻前后几个时刻的温度变化规律,取其平均值作为替代,则可以较为贴近温度的变化趋势,并且避免一些数据坏点,所谓数据坏点指:数据采集过程中,由于硬件或外部其他因素干扰造成数据明显偏大或偏小,脱离实际的数据信息。

将2n+1个温度数值排除a个最大值和a个最小值,计算出2n-2a+1个的温度数值的平均值作为新的第一时刻的温度数值,2n-2a+1>1。a为大于0的整数。

对温度数值进一步排查,进一步提高温度数据的可靠性,并且有效剔除一些温度坏点,以降低错误数据对整体数据模型的干扰程度。

基于上述方法,进一步对步骤3中的上限温度值t上限和下限温度值t下限根据压力传感器1的通电时间进行修改,通电时间长度t大于b时,取t除以b的商m,t1=t上限-cm,t2=t下限+cm。主要是为了克服使用寿命,对压力传感器1的上限温度值和下限温度值造成印象而无法调节的问题,采用压力传感器1的通电时长进行计时,从而根据寿命情况对上限温度值和下限温度值进行调整,提高检测可靠性。例如:累计的通电时间为1.5年,b为1年,c为折旧率,c为10,t下限为10℃,t上限位80℃,此时m为1,替换后的t1=70℃,t2=20℃。

实施例2:

一种压力检测装置,如图1所示,基于上述实施方法,包括压力传感器1、温度传感器2、存储器3和控制器4,压力传感器1连接控制器4,用于获取第一时刻的压力数值,并传递给控制器4以及存储器3;

温度传感器2连接控制器4,用于获取第一时刻的温度数值,并传递给控制器4以及存储器3;

控制器4连接存储器3,用于调用存储器3中的温漂系数、下限温度值、上限温度值、压力数值、温度数值。

判断第一时刻的温度数值是否处于下限温度值和上限温度值之间的范围:s41,当温度小于下限温度值t下限时,控制器4采用如下公式计算:u=(1-(t-t下限)*k)*ug;

s42,当温度处于下限温度值和上限温度值之间时,u=ug;

s43,当温度大于上限温度值t上限时,控制器4采用如下公式计算:u=(1-(t-t上限)*k)*ug;

上式中,u为通过温度补偿后的压力值,t为步骤1中获得的当前温度数值,ug为步骤1中获得的压力数值,k为温漂系数,t基准为预先设置在存储器3中的基准温度值;并将新的数据存储到存储器3中。

通过将上述的方法应用到压力检测装置上,从而实现压力的检测,此检测使得压力和温度同时采集,并将对压力数值进行补偿,补偿方式是根据温度变化情况进行,从而提高压力检测的可靠性。

实施例3:

一种水泵,基于实施例1,如图2所示,包括上述的压力检测装置,压力检测装置中的存储器3连接有上位机5,上位机5用于显示温漂系数、下限温度值、上限温度值、压力数值、温度数值。上位机5可以为微型控制器4或显示器或pc机等。

将上述的压力检测装置应用到水泵上,并且通过连接上位机5,使得数据可以被直观的表现出来,便于操作人员控制和调试。

上位机5具有和外部设备通信的rs485通信接口6。采用rs485通信接口6,可以和外部设备进行通信和数据提取和修改。rs485通信接口6还连接有usb转换器7,usb转换器7用于将rs485通信接口6转为usb接口。为了提高操作便利程度以及连接的适配问题,可以用rs485接口和usb接口进行连接。对水温的检测可以控制水泵的启动和停止,在0摄氏度左右时,进行自动开机一段时间,使得水泵开始预热,从而达到防冻的效果。在100摄氏度以上对水泵整体进行停机工作。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

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