一种传感器自动检测控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种传感器自动检测控制装置，所述装置包括传感器控制模块、连续检测传感器以及门限检测传感器；所述连续检测传感器以及门限检测传感器均与所述传感器控制模块的信号输入端连接，所述传感器控制模块根据信号输入端输入的数据获得待检测数据的最终值；所述传感器控制模块与所述连续检测传感器、门限检测传感器之间的电气连接线路上均通过继电器的输出回路进行通断电与信号输入状态控制，从而控制所述连续检测传感器、门限检测传感器的工作状态。本实用新型在满足检测响应性能的同时，降低传感器的能耗，延长传感器的使用寿命，并实现传感器的故障自检，降低传感器的故障率。
【专利说明】一种传感器自动检测控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及自动控制【技术领域】，更具体涉及一种传感器自动检测控制装置。
【背景技术】
[0002]传感器在自动化控制过程中起到重要的作用，伴随自动化、智能化、网络化的快速发展，系统对高可靠、低能耗的传感器检测系统提出了迫切的需求。以超声波液位检测探头为例，由于通常的超声波液位检测器通常处于持续检测过程中，导致超声波探头的使用寿命有限，且需要消耗较高的能力。在电池供电的无线传输系统中，对供电提出了更为苛刻的要求，而为了实现节能，采用间歇式液位探测方式，则存在不能够及时响应液位的变化，导致液位变化过大而超声波没有及时探测液位变化导致控制滞后问题。对于投入式液位传感器，由于液位探头一直通电，探头对抗雷击等问题也显得更加重要，往往需要投入较多的设备和资金进行防雷处理。另外，当传感器损坏后，系统也不能对传感器故障进行及时的自检，导致控制失灵，用户不得不采用多探头冗余设计方法，间接提高了系统的使用和维护成本。
实用新型内容
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本实用新型要解决的技术问题是如何在保证传感器灵敏度的前提下，降低传感器功耗、实现传感器故障自检。
[0005]( 二 )技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种传感器自动检测控制装置，所述装置包括传感器控制模块、连续检测传感器以及门限检测传感器；
[0007]所述连续检测传感器以及门限检测传感器均与所述传感器控制模块的信号输入端连接，所述传感器控制模块根据信号输入端输入的数据获得待检测数据的最终值；
[0008]所述传感器控制模块与所述连续检测传感器、门限检测传感器之间的电气连接线路上均通过继电器的输出回路进行通断电以及信号传送控制，从而控制所述连续检测传感器、门限检测传感器的工作状态。
[0009]优选地，所述传感器控制模块控制所述继电器的输入回路通断电，实现对所述继电器的输出回路的通断状态控制。
[0010](三)有益效果
[0011]本实用新型提供了一种传感器自动检测控制装置，所述装置包括具有节能管理功能的传感器控制模块、具有采集数据功能的连续检测传感器以及门限检测传感器，并通过继电器控制传感器的工作状态，本实用新型在满足检测响应性能的同时，降低传感器的能耗，延长传感器的使用寿命，并实现传感器的故障自检，降低传感器的故障率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型的一种传感器自动检测控制装置的结构示意图；
[0014]图2为利用本实用新型的装置计算得到待检测数据的最终值的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
[0016]图1为本实用新型的一种传感器自动检测控制装置的结构示意图，所述装置包括传感器控制模块、连续检测传感器以及门限检测传感器；
[0017]所述连续检测传感器以及门限检测传感器均与所述传感器控制模块的信号输入端连接，将连续检测传感器以及门限检测传感器采集的数据上传给所述传感器控制模块，所述传感器控制模块根据得到的数据经过计算得到待检测数据的最终值；所述传感器控制模块与所述连续检测传感器、门限检测传感器之间的电气连接线路上均通过继电器的输出回路进行通断电以及信号传送控制，从而控制所述连续检测传感器、门限检测传感器的工作状态。
[0018]本实用新型提供的一种传感器自动检测控制装置，通过继电器实现控制模块与传感器的物理隔离，控制传感器开启和关闭，使传感器不会一直处于工作状态，从而降低了传感器功耗，延长传感器使用寿命，有效抗雷击；同时使本实用新型在满足检测响应性能的同时，实现传感器的故障自检，降低传感器的故障率。
[0019]优选地，所述门限检测传感器采集的门限状态对应的数值在所述连续检测传感器采集得到数值范围内。所述传感器控制模块控制所述继电器的输入回路通断电，实现对所述继电器的输出回路的通断状态控制。
[0020]所述连续检测传感器采集到设定数量的数据后，其电气线路上的继电器输出回路断开；所述门限检测传感器采集到数据后，其电气线路上的继电器输出回路断开。上述设定数量的数据根据实际情况确定其数据个数。
[0021]所述传感器控制模块计算所述待检测数据的最终值的具体过程为:
[0022]正常工作状态下，由所述门限检测传感器采集门限状态信号，所述连续检测传感器采集连续数据，并根据门限状态发生翻转时采集到的所述连续数据计算得到门限-连续检测标准值；
[0023]所述门限检测传感器采集到的门限状态信号发生翻转或所述连续检测传感器采集的连续数据在所述门限-连续检测标准值设定的范围内时，需要将所述门限检测传感器采集的门限状态信号以及所述连续检测传感器采集的连续数据与所述门限-连续检测标准值设定的范围进行比对，具体包括以下情况:
[0024]所述门限检测传感器采集到的门限状态信号发生翻转时，比对所述连续检测传感器采集的连续数据是否在所述门限-连续检测标准值设定的范围内，若在，则所述门限检测传感器、连续检测传感器均正常工作，并以所述连续检测传感器采集的数据作为所述待检测数据的最终值；否则，所述连续检测传感器发生故障，以所述门限检测传感器采集到的门限状态对应的数值作为所述待检测数据的最终值；
[0025]所述连续检测传感器采集的连续数据在所述门限-连续检测标准值设定的范围内，若所述连续检测传感器采集的连续数据不是连续变化的，则所述连续检测传感器发生故障；否则，所述连续检测传感器正常工作，根据所述连续数据，若所述门限检测传感器采集的状态信号应该发生翻转，却没有发生翻转时，则所述门限检测传感器发生故障，以所述连续检测传感器采集的数据作为所述待检测数据的最终值；
[0026]延时时间到，由所述门限检测传感器采集门限状态信号以及由所述连续检测传感器采集连续数据，并计算所述待检测数据的最终值。
[0027]在上述的传感器控制模块的初次安装时，其需进行存储单元清零操作。
[0028]上述计算门限-连续检测标准值的具体过程为:
[0029]传感器控制模块收到连续检测传感器以及门限检测传感器采集到的数据，并记录门限检测传感器采集到的门限翻转时刻对应的所述连续检测传感器采集到的连续变化的数值，形成对应的状态-数值关系表，在记录设定的η次后，删除数据组中的最大值与最小值，对剩下数据累加并进行平均值处理，获得接近真实值的状态-数值标准值。
[0030]所述门限-连续检测标准值设定的范围为在所述门限-连续检测标准值设置容差值。
[0031]优选地，所述延时时间的计算方法具体为:
[0032]前后两次由所述连续检测传感器采集到的数据分别为a、b ;初始延时时间为t，传感器的检测精度为C ;则计算被测数据变化速度c’，c’ = (b-a)/t ；
[0033]比对所述测量精度和所述被测数据变化速度，计算延时时间预定值t’，如果b =a,,则t’ = t+ Δ t, Δ t为人为设定的延时时间，否则t’ = (c/c’)*t ；
[0034]设定最大延时时间T ；
[0035]比对所述延时时间预定值t’与所述最大延时时间T,如果t’ >T,则t’ = T,t’作为下次采集数据的延时时间，否则以所述最大延时时间T作为下次采集数据的延时时间。
[0036]利用本实用新型的装置进行控制的方法，所述方法包括以下步骤，如图2所示:
[0037]S1、格式化装置；
[0038]S2、正常工作状态下，由所述门限检测传感器采集门限状态信号，所述连续检测传感器采集连续数据，并根据门限状态发生翻转时采集到的所述连续数据计算得到门限-连续检测标准值；
[0039]S3、所述门限检测传感器采集到的门限状态信号发生翻转或所述连续检测传感器采集的连续数据在所述门限-连续检测标准值设定的范围内时，需要将所述门限检测传感器采集的门限状态信号以及所述连续检测传感器采集的连续数据与所述门限-连续检测标准值设定的范围进行比对，具体包括以下情况:
[0040]所述门限检测传感器采集到的门限状态信号发生翻转时，比对所述连续检测传感器采集的连续数据是否在所述门限-连续检测标准值设定的范围内，若在，则所述门限检测传感器、连续检测传感器均正常工作，并以所述连续检测传感器采集的数据作为所述待检测数据的最终值；否则，所述连续检测传感器发生故障，以所述门限检测传感器采集到的门限状态对应的数值作为所述待检测数据的最终值；
[0041]所述连续检测传感器采集的连续数据在所述门限-连续检测标准值设定的范围内，若所述连续检测传感器采集的连续数据不是连续变化的，则所述连续检测传感器发生故障；否则，所述连续检测传感器正常工作，根据所述连续数据，若所述门限检测传感器采集的状态信号应该发生翻转，却没有发生翻转时，则所述门限检测传感器发生故障，以所述连续检测传感器采集的数据作为所述待检测数据的最终值；
[0042]S4、延时时间到，由所述门限检测传感器采集门限状态信号以及由所述连续检测传感器采集连续数据，并用所述步骤S3的方法进行判断。
[0043]优选地，所述步骤S3中，门限-连续检测标准值设定的范围为在所述门限-连续检测标准值设置容差值。
[0044]优选地，所述步骤S4中的延时时间的计算方法包括以下步骤:
[0045]S41、前后两次由所述连续检测传感器采集到的数据分别为a、b ;初始测量延时时间为t，传感器检测精度为c ;则计算被测数据变化速度c’，c’ = (b-a)/t ；
[0046]S42、比对所述测量精度和所述被测数据变化速度，计算延时时间预定值t’:如果b=a,,则t’ = t+ Δ t, Δ t为人为设定的延时时间，否则t’ = (c/c’)*t ；
[0047]S43、设定最大延时时间T ；
[0048]S44、比对所述延时时间预定值t’与所述最大延时时间T，如果t’ >T,则t’ = T，t’作为下次传感器采集数据的延时时间，否则以所述最大延时时间T作为下次传感器采集数据的延时时间。
[0049]上述步骤SI中，格式化装置时，其需进行存储单元清零操作。
[0050]上述步骤S2中，计算门限-连续检测标准值的具体过程为:
[0051]传感器控制模块收到连续检测传感器以及门限检测传感器采集到的数据，并记录门限状态翻转时刻对应的所述连续检测传感器采集到的的连续变化的数值，形成对应的状态-数值关系表，在记录设定的η次后，删除数据组中的最大值与最小值，对剩下数据累加并进行平均值处理，获得接近真实值的状态-数值标准值。
[0052]具体实施案例:
[0053]以压力式液位检测系统门限检测传感器采用浮球开关，连续检测传感器采用压力液位传感器，其检测精度为C，设定最大的延时时间为Τ。将浮球开关的上限位置与下限位置随机调节到压力液位传感器的检测区间内。
[0054]人工操作传感器控制模块，进行浮球开关动作位置与压力液位传感器探测位置匹配存储区清零。将浮球开关与压力式液位传感器投入水池中。
[0055]在后期连续5次供水与用水中，浮球开关会发生5次状态翻转，即满水-缺水状态。记录对应的压力液位传感器的液位信息Η1-Η5，(H满水水位)、Ll-L5(缺水水位)，通过对数据进行分析，获得Hmax, H min, Lmax, Lmin,可以获得对应浮球开关状态翻转的满水液位H和缺水液位L, H-L即为所述状态-数值标准值；其中H =(Hl+H2+H3+H4+H5-Hmax-Hmin)/3, L = (Ll+L2+L3+L4+L5-Lmax-Lmin)/3 ；
[0056]在初始的液位采集过程中，压力液位传感器以设定的最小采样间隔t进行液位检测，在检测过程中，继电器吸合，使得传感器得电工作，并接通传感器控制模块与传感器信号输出端，实现传感器输出信号与传感器控制模块的联通，获得当前液位b。在检测结束后，继电器断开与传感器的连接，从而防止雷击等异常损坏发射时，系统存在电气回路，导致传感器与检测控制单元的损坏，提高传感器与传感器控制模块的抗破坏性能，与此同时，实现f倉泛。
[0057]在下次采集后，获得液位高度a，对采集的液位信息进行处理，获得液位的变化速率C，= (b_a)/t ;如果b = a,采用时间累加的方法，t’ =七+1:’；否则，1:’ = (c/c，)*t;比对t’与T的大小，如果t’ >T，t’ = T ;下次采集则以t’的周期进行采样，并进行上述重复检测。
[0058]通过上述算法，可以确保传感器自动适应液位的变化速率，及时的进行液位的检测，同时，通过设定最大采用时间间隔T，避免异常情况下，出现检测时间间隔过大导致的检测失灵问题。
[0059]在获得翻转液位H，L后，当液位达到存储的液位H，L附近时(设定对应的区间值)，检测浮球开关状态是否发生对应的翻转，如果浮球开关状态未发生翻转，则自检浮球开关故障，进行告警，以压力液位传感器的液位输出为参考值。如果压力液位传感器故障，出现液位一直不变化情况式，而浮球开关状态发生翻转，液位没有对应到对应的区间值时，判定压力液位传感器故障，以浮球开关状态进行输出控制；从而实现了传感器的自检。
[0060]本实用新型中的所述门限检测继电器和连续检测继电器，同时上电进行数据采集。
[0061]本实用新型的传感器控制模块可应用上述方法，根据信号输入端输入的数据计算得到待检测数据的最终值，但并不局限于上述方法，例如可在传感器控制模块中内置输入数据-结果对照表，根据信号输入端输入的数据，通过查表的方式，得到待检测数据的最终值。
[0062]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种传感器自动检测控制装置，其特征在于，所述装置包括传感器控制模块、连续检测传感器以及门限检测传感器； 所述连续检测传感器以及门限检测传感器均与所述传感器控制模块的信号输入端连接，所述传感器控制模块根据信号输入端输入的数据获得待检测数据的最终值； 所述传感器控制模块与所述连续检测传感器、门限检测传感器之间的电气连接线路上均通过继电器的输出回路进行通断电和信号传送控制，从而控制所述连续检测传感器、门限检测传感器的工作状态。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器控制模块控制所述继电器的输入回路通断电，实现对所述继电器的输出回路的通断状态控制。
【文档编号】G01F25/00GK204228186SQ201420645641
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】胡文武, 蒋蘋, 罗亚辉, 石毅新, 彭才望 申请人:湖南农业大学