CN102680534A - 一种测量盐度值的数据采样处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量盐度值的数据采样处理方法，该方法包括以下步骤：步骤1：观察输出电压的波形，确定电压大于零的区间；步骤2：对电压大于零区间的波形中最低电压重复采样m个电压值y11,y22,y33…ymm,计算最低电压平均值ym=（y11+y22+y33+…+ymm）/m；y11,y22,y33…ymm代表电压大于零区间的波形中最低电压重复采样的电压值，m为自然数。通过本发明的盐度检测模块的数据采样处理方法解决了由于采样曲线发生整体漂移导致的测量数据误差问题，提高了盐度检测模块的分辨率、一致性、重复性、稳定性和可靠性，并且具有较好的噪声抑制作用。

Description

一种测量盐度值的数据采样处理方法

技术领域

采用提高分辨率和干扰对消的数据采样处理方法属于盐度检测领域，具体用于对双脉冲盐度电导率检测的采样数据处理。

背景技术

近年来，高速公路建设的规模十分巨大，因此大量公路路面的监测和维护日益重要。公路路面在实际的使用过程中，路面结冰会对整个路面结构产生不利的影响，并极大的增大了交通事故的发生几率。盐度检测传感器能够准确测量路面积水中除冰剂（主要成分是氯化钙、氯化纳、氯化镁等）的浓度和积水的结冰点，从而对公路路面的结冰温度进行实时测量和预警，因此对于高速公路系统的信息化和智能化以及交通事故的预防预警有着十分重要的意义。目前测量盐度的技术是基于相位检波法、双脉冲法、动态脉冲法和频率法的原理实现，其核心就是用脉冲或者正弦波信号加载到电导池电极上，通过对不同浓度盐溶液中电导率变化的检测实现盐度值的测量。对于电导率测量电路的采样方法通常是对采样曲线进行多次采样求平均值的方法，然而，由于长期工作中传感电极的氧化或存在覆盖物导致采样曲线会发生整体漂移，从而使得测量数据产生误差，导致盐度检测模块一致性、重复性、稳定性、可靠性的劣化。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种一种测量盐度值的数据采样处理方法，应用该方法可以克服采样曲线发生整体漂移所带来的误差，提高测量分辨率，并有一定的抗干扰能力。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明是提出一种测量盐度值的数据采样处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：观察输出电压的波形，确定电压大于零的区间；

步骤2：对电压大于零区间的波形中最低电压重复采样m个电压值y11,y22,y33 … ymm,计算最低电压平均值ym=（y11+y22+y33+…+ymm）/m；

y11,y22,y33 … ymm代表电压大于零区间的波形中最低电压重复采样的电压值，m为自然数；

步骤3：对电压大于零区间的波形中最高电压重复采样z个电压值yz1,yz2,yz3, … yzz,计算最高电压平均值yz=yz1+yz2+…+yzz/z；

z1,yz2,yz3, … yzz代表 电压大于零区间的波形中最高电压重复采样的电压值，z为自然数；

步骤4：对电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样n个电压值y1,y2,y3 … yn，采样值必须大于最低电压平均值ym并且小于最高电压平均值yz，否则去除；

y1,y2,y3 … yn代表电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样的电压值；n为自然数；

步骤5：根据电压值y与时间t围成的阴影部分面积A=[(y1-ym)+(y2-ym)+(y3-ym)+…+(yn-ym)]×Δt,根据不同的盐度对应不同的A值，来测量盐度值；

y1,y2,y3 … yn代表电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样的电压值；n为自然数，最低电压平均值ym。

本发明中的基于高分辨率和干扰对消的采样数据处理方法不同于多次采样求平均值的方法，其利用对差值求积分的方法测量盐度值。相比而言，基于高分辨率和干扰对消的采样数据处理方法具有以下主要特点：一、当采样曲线发生整体漂移的时候，差值是稳定的，对差值进行积分的A值也是稳定的，本方法采用对差值求积分的方法很好地克制了采样曲线整体漂移导致的测量数据误差问题；二、相对于多次采样求平均的方法，本方法相当于将计算采样曲线的平均值改为计算采样曲线的面积，从而提高了分辨率；三、本方法的采样过程中确定了采样值的范围，滤除了尖端脉冲噪声，达到了噪声抑制作用。

有益效果:本发明利用对差值积分的方法解决了由于长期工作中传感电极的氧化或存在覆盖物导致采样曲线发生整体漂移，导致测量数据产生误差的问题，提高了盐度检测模块的分辨率、一致性、重复性、稳定性和可靠性，并且由于限定了采样值的范围，达到了噪声过滤的效果，起到了很好的噪声抑制作用。

附图说明

图1是基于高分辨率和干扰对消的采样数据处理方法的采样曲线示意图。

具体实施方式

下面为本发明的一种测量盐度值的数据采样处理方法，包括以下步骤：

1）使用示波器观察输出电压的波形，确定电压大于零的区间，典型波形如图1所示;

2）根据输入控制脉冲的下降沿为起点，向后延时进行采样，通过调节延时的大小对大于零电压部分尾部最低电压重复采样m个电压值（y11,y22,y33 … ymm）,计算器最低电压平均值ym=（y11+y22+y33+…+ymm）/m；

y11,y22,y33 … ymm代表电压大于零区间的波形中最低电压重复采样的电压值，m为自然数；

3）根据输入控制脉冲的下降沿为起点，向后延时进行采样，通过调节延时的大小对大于零电压部分前端最高电压重复采样z个电压值（yz1,yz2,yz3, … yzz）,计算最高电压平均值yz=yz1+yz2+…+yzz；

z1,yz2,yz3, … yzz代表 电压大于零区间的波形中最高电压重复采样的电压值，z为自然数；

4）根据输入控制脉冲的下降沿为起点，向后延时进行采样，每次循环增加延时时间对电压大于零的部分进行电压值采样（y1,y2,y3 … yn），如果采样值yx在ym和yz之间，则采样值有效，有效采样值达到n个结束；

y1,y2,y3 … yn代表电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样的电压值；n为自然数；

5）如图，则根据电压值y与时间t围成的阴影部分面积A=[(y1-ym)+(y2-ym)+(y3-ym)+…+(yn-ym)]×Δt, 根据不同的盐度对应的A值变化测量盐度值。

y1,y2,y3 … yn代表电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样的电压值；n为自然数，最低电压平均值ym。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (1)

1.一种测量盐度值的数据采样处理方法，其特征在于:该方法包括以下步骤：

步骤1：观察输出电压的波形，确定电压大于零的区间；

步骤2：对电压大于零区间的波形中最低电压重复采样m个电压值y11,y22,y33 … ymm,计算最低电压平均值ym=（y11+y22+y33+…+ymm）/m；

y11,y22,y33 … ymm代表电压大于零区间的波形中最低电压重复采样的电压值，m为自然数；

步骤3：对电压大于零区间的波形中最高电压重复采样z个电压值yz1,yz2,yz3, … yzz,计算最高电压平均值yz=yz1+yz2+…+yzz/z；

z1,yz2,yz3, … yzz代表 电压大于零区间的波形中最高电压重复采样的电压值，z为自然数；

步骤4：对电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样n个电压值y1,y2,y3 … yn，采样值必须大于最低电压平均值ym并且小于最高电压平均值yz，否则去除；

y1,y2,y3 … yn代表电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样的电压值；n为自然数；

步骤5：根据电压值y与时间t围成的阴影部分面积A=[(y1-ym)+(y2-ym)+(y3-ym)+…+(yn-ym)]×Δt,根据不同的盐度对应不同的A值，来测量盐度值；

y1,y2,y3 … yn代表电压大于零区间的波形等时间间隔Δt采样的电压值；n为自然数，最低电压平均值ym。