CN104597307B - 一种信号在线监测方法 - Google Patents

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Abstract

一种信号在线监测方法。所述监测方法应用在高频信号在线监测过程中，具体是指，在信号监测的过程中预设监测窗口，并在监测窗口中降低信号的频率，同时完成信号的检测，在窗口外恢复信号原来的频率。通过本发明的方案能够减少信号检测的误差，降低高频信号在线监测的难度。

Description

一种信号在线监测方法
技术领域
本发明涉及高频信号检测方法，特别涉及高频信号的在线监测的方法。
背景技术
在使用高频电磁进行水处理时，需要反馈水处理的效果，以便及时调整电磁的幅值或者频率，从而达到更好的处理效果。已知技术中通常使用高频电磁发生器的电极间的电导率作为水处理效果的反馈值。
水质电导率又称比电导，表示水溶液传导电流的能力。电导率的变化反映了电磁场对水中杂质溶解度的影响。溶解于水的酸、碱、盐等电解质，在溶液中电解成正、负离子，使溶液具有导电能力，其导电能力大小即可用电导率来表示。当水中所含无机盐的浓度降低时，电导率则随之降低。另外，水溶液的电导率还和溶解固体量浓度成正比，而且固体量浓度越高，电导率越大。
电导率关系式如下：
（1）
其中，k——电极间的电导率
d——两电极之间的垂直距离
R p ——两电极之间的等效阻值
r——电极扇叶的长度
l——电极的长度
U op ——电源输出电压的峰值
I op ——电源输出电流的峰值
其中，当电极参数固定时，参数d、 r和 l都为常数，整理式（1）得：
（2）
K op 为电极常数，它的大小与电极参数相关的常数。
由式（2）知，通过检测高频发生器的输出电流和输出电压的峰值之比即可反映电导率的大小。然而由于死区时间、驱动芯片上升下降时间和开关管的上升下降时间的影响，高频发生器输出的方波一般会是图2（a）中的梯形波，我们将一个周期内电流小于I1的时间tτ称为检测干扰时间，在时间段tτ中检测到的电流信号并不是实际的电流峰值，是为含有检测误差的检测值，增加了高频信号的检测难度。
因而现有技术中需要有一种能够在线监测信号的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种信号在线监测方法，用来检测高频发生器的输出信号，在本发明的技术方案中，当需要检测高频发生器的输出信号的幅值时，首先降低高频发生器输出信号的频率，再检测其幅值，由此降低高频信号检测的难度，当检测完毕室再恢复原来的频率。其包括如下步骤：
步骤一，预设检测窗口；
步骤二，在检测窗口内降低高频发生器的输出频率，使高频发生器在检测窗口内输出信号的频率小于检测窗口外的频率；
步骤三，检测高频发生器的输出信号；
步骤四，在检测窗口外恢复高频发生器的输出频率到正常工作频率。
为了不影响高频发生器的整体工作性能，对于步骤一中的窗口，本发明提供一优选实施例，所述检测窗口设置的时长为5ms，所述检测窗口内输出信号的频率为检测窗口外频率的0.2倍。
使用本发明的信号在线检测方法，能够有效的减少检测误差，降低信号检测的难度。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供方法的流程图。
图2(a)工作频率为100kHzPWM波形示意图。
图2(b) 工作频率为900kHzPWM波形示意图。
图3为使用了本发明技术的高频发生器输出的电流波形。
图4为一种水处理装置的示意图。
具体实施方案
本发明实施例公开了一种信号在线检测的方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明一实施例所提供的方法包括：
S101，预设检测窗口，所述检测窗口具有一定的时长，例如5ms，检测窗口预设的时间间隔可以根据所要检测的检测信号的变化率确定，检测信号的变化率越大，预设的时间间隔越短，反之，可以越长。上述检测窗口，实质上为一时间段。请结合图3，所述预设的检测窗口即为W1。
S102，在检测窗口内降低高频发生器的输出频率，使高频发生器在检测窗口内输出信号的频率小于检测窗口外的频率。请结合图3，所述窗口W1中信号的频率约为窗口外的频率的0.2倍。
S103，检测高频发生器的输出信号，由于高频发生器的输出信号频率已经被降低，低频率的信号干扰少，容易被准确检测。
S104，在检测窗口外恢复高频发生器的输出频率到正常工作频率。
通过本发明的方法能够提高检测信号的精度，降低干扰。以检测信号为方波为例进行说明。由于死区时间、驱动芯片上升下降时间和开关管的上升下降时间的影响，高频发生器输出的方波一般会是图2（a）中的梯形波，我们将一个周期内电流小于I1的时间tτ称为检测干扰时间，检测干扰时间与频率无关，如图2（b）中增加开关频率，两波形的检测干扰时间tτ都是相同的。减小开关频率后，信号的采样频率可以相应的减小，这样干扰时间内的非所需值可以被补偿。
图3是使用了本发明技术的高频发生器输出的电流波形，在预设的检测窗W1中设置频率f2与检测窗口W1外的频率f1的关系是：f2=1/5f1，检测信号的频率较低时，可以减少检测误差，降低检测难度，由于检测窗口的时长较短，不影响高频发生器的正常工作。
参见图4为本发明的方法应用到水处理中，高频发生器作为水处理装置，在进行水处理时需要反馈水质的电导率，以及时调整高频发生器的输出。图4中高频发生器为一全桥逆变器，全桥由开关S1/S2/S3/S4 组成，装置A为一电极用来接受高频发生器的输出。
在处理水的过程中，每隔5s，系统将控制高频发生器降低输出频率，如20kHz不变（消除输出矩形波的死区时间对电导率测量的影响），预设时间窗口长度为5ms，此段时间成为测量区间。在测量区间内，通过测量主功率电路的输出电流与输出电压矩形波的幅值之比，即即图4中流经Q点的电流和其对地电压值，反映电导率的变化趋势。

Claims (5)

1.一种信号在线监测方法，用来检测高频发生器的输出信号，包括如下步骤：
步骤一，预设检测窗口；
步骤二，在检测窗口内降低高频发生器的输出频率，使高频发生器在检测窗口内输出信号的频率小于检测窗口外的频率；
步骤三，检测高频发生器的输出信号；
步骤四，在检测窗口外恢复高频发生器的输出频率到正常工作频率。
2.如权利要求1所述一种信号在线监测方法，所述检测窗口设置的时长为5ms。
3.如权利要求1所述一种信号在线监测方法，所述检测窗口内输出信号的频率为检测窗口外频率的0.2倍。
4.高频水处理器的信号在线监测方法，所述高频水处理器包含一高频发生器，其运用如权利要求1所述一种信号在线监测方法检测所述高频发生器的输出信号。
5.如权利要求4所述高频水处理器的信号在线监测方法，所述高频发生器为一全桥逆变器。
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