一种近红外牛奶流量计的校准方法及设备与流程

本发明涉及流量计量校准，具体涉及一种近红外牛奶流量计的校准方法及设备。

背景技术：

1、目前，基于近红外光原理检测牛奶流量的流量计产品已经存在于市场，其典型的原理性示意如图1所示，此款流量计在工作时，上、下端光发射器持续发出近红外光，分别由上、下端光接收器接收后，通过计算转化成当前上、下截面的牛奶瞬时厚度。通过厚度在上、下截面的传播时间，得到瞬时流速，通过瞬时流速和瞬时厚度相乘得到瞬时流量。

2、为了准确得到上下截面牛奶的瞬时厚度，理论上需要测量管路全部为空时的光接收信号，这个过程称为空管校准，以及管路填满奶后的光接收信号，这个过程称为满管校准。

3、在出厂时比较容易对流量计在辅助工装的配合下完成空管校准和满管校准。但是随着流量计在客户端的使用，有一些因素会影响校准的短期或长期有效性，典型的例如：牛的奶成分个体差异、光电传感器使用老化、管路长期光特性老化、管路和传感器相对位置的长期微小变化等。上述这些因素会导致在客户端的流量计的准确性持续变差。

4、为了确保在客户端的流量计使用准确性，就需要进行采取相应的解决措施，目前存在两种解决措施：措施1：定期抽查某次或几次挤奶过程中计量器的自动计量平均结果和实际称重平均结果，取两者的比值作为修正系数，对测量结果乘以修正系数进行补偿。措施1的问题在于：没有从原理最底层的瞬时奶厚度的角度进行修正，只是对整体结果进行概括性修正，无法达到对不同次挤奶一致性非常好的修正效果。措施2：在每次挤奶前，存在一个时间点可以确保管路是空的，在这个时间点采集光信号可以进行有效的空管校准，再利用一定的比例关系计算得到满管校准值。措施2相对于措施1有两个明显优点：利于自动完成客户端的校准；校准方式直接面向的是瞬时奶量的校准，理论上比措施1更具有普适性。然而措施2的问题在于：对于满管校准的值，只能通过固定比例关系计算得到，无法应对牛的奶成分个体差异、管路和传感器相对位置的长期微小变化这样的因素，因此也会存在不准确。

5、因此，目前对于近红外牛奶流量计的校准措施，缺少一种兼顾校准准确性和便捷性的方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种近红外牛奶流量计的校准方法及设备，以解决现有技术中目前对于近红外牛奶流量计的校准措施，校准准确性的便捷性不足的问题。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种近红外牛奶流量计的校准方法，应用于近红外牛奶流量计，包括：

3、当接收到空管校准指令时，控制上端发光器和下端发光器分别发出近红外光，并通过上端光接收器和下端光接收器获取光信号，将所述光信号作为空管校准值；

4、当接收到计量指令时，控制上端发光器和下端发光器持续发出近红外光，持续通过上端光接收器和下端光接收器获取计量过程中的光信号；

5、根据所述计量过程中的光信号判断此次计量过程中是否存在满管时刻；

6、若是，则将满管时刻的光信号作为新满管校准值，根据所述新满管校准值、所述计量过程中的光信号和所述空管校准值，计算此次计量过程的流量。

7、优选的，所述控制上端发光器和下端发光器分别发出近红外光，并通过上端光接收器和下端光接收器获取光信号，将所述光信号作为空管校准值，包括：

8、控制上端发光器和下端发光器在预设时间内持续发出近红外光，并通过上端光接收器和下端光接收器持续获取预设时间内的光信号；

9、将预设时间内光信号的最大值作为空管校准值。

10、优选的，所述将预设时间内光信号的最大值作为空管校准值，包括：

11、利用预设滤波算法对预设时间内的光信号进行滤波去除测量噪声，得到去噪光信号；

12、将所述去噪光信号的最大值作为空管校准值。

13、优选的，所述根据所述计量过程中的光信号判断此次计量过程中是否存在满管时刻，包括：

14、对比所述计量过程中的光信号的值，得出光信号最小值；

15、判断所述光信号最小值与预存的原满管校准值的偏差是否在预设范围之内；

16、若是，则将所述光信号最小值对应的时刻作为满管时刻。

17、优选的，所述根据所述新满管校准值、所述计量过程中的光信号和所述空管校准值，计算此次计量过程的流量，包括：

18、利用所述空管校准值和所述新满管校准值计算所述计量过程中的光信号的每一时刻对应的厚度和流速，根据每一时刻对应的厚度和流速，计算每一时刻的流量，对全部时刻的流量进行累加，得到此次计量过程的流量。

19、优选的，所述的方法，还包括；

20、所述预设滤波算法为移动平均滤波或中值滤波。

21、优选的，在将满管时刻的光信号作为新满管校准值之后，还包括：

22、将预存的原满管校准值替换为新满管校准值。

23、优选的，所述的方法，还包括：

24、在接收到计量指令后的预设时间内，若存在满管时刻，则立即将满管时刻的光信号作为新满管校准值；

25、根据所述新满管校准值、所述空管校准值和所述计量过程中满管时刻之后的光信号，计算此次计量过程中满管时刻之后的流量。

26、根据本发明实施例的第二方面，提供一种近红外牛奶流量计的校准设备，包括：

27、主控器，及与所述主控器相连的存储器；

28、存储器，其中存储有程序指令；

29、所述主控器用于执行存储器中存储的程序指令，执行上述任一项所述的方法。

30、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

31、可以理解的是，本发明提供的技术方案，能够当接收到空管校准指令时，控制上、下端发光器发出近红外光，通过上、下端光接收器接收光信号，将所述光信号作为空管校准值；当接收到计量指令时，控制上、下端发光器持续发出近红外光，持续通过上、下端光接收器接收计量过程中的光信号；若计量过程中存在满管时刻，则将满管时刻的光信号作为新满管校准值，根据所述新满管校准值、所述计量过程中的光信号和所述空管校准值，计算此次计量过程的流量。本发明提供的技术方案，能够从原理层面校准流量计，且能够在客户处定期自动完成可靠的空管校准和满管校准，在保证了便捷性的同时，校准的准确性高。

32、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种近红外牛奶流量计的校准方法，应用于近红外牛奶流量计，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制上端发光器和下端发光器分别发出近红外光，并通过上端光接收器和下端光接收器获取光信号，将所述光信号作为空管校准值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将预设时间内光信号的最大值作为空管校准值，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述计量过程中的光信号判断此次计量过程中是否存在满管时刻，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述新满管校准值、所述计量过程中的光信号和所述空管校准值，计算此次计量过程的流量，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将满管时刻的光信号作为新满管校准值之后，还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

9.一种近红外牛奶流量计的校准设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及流量计量校准技术领域，具体涉及一种近红外牛奶流量计的校准方法及设备，所述方法能够当接收到空管校准指令时，控制上、下端发光器发出近红外光，通过上、下端光接收器接收光信号，将所述光信号作为空管校准值；当接收到计量指令时，控制上、下端发光器持续发出近红外光，持续通过上、下端光接收器接收计量过程中的光信号；若计量过程中存在满管时刻，则将满管时刻的光信号作为新满管校准值，根据所述新满管校准值、所述计量过程中的光信号和所述空管校准值，计算此次计量过程的流量。本发明提供的技术方案，能够从原理层面校准流量计，且能够对空管校准值和满管校准值进行校准，校准的准确性高。

技术研发人员：周士博
受保护的技术使用者：阿牧网云（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15