CN106643978A - 数据处理方法和模块 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了数据处理方法和模块。该数据处理方法包括：获取第一数据，并根据第一数据来确定第一绝对基准值；至少基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值；以及基于当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值，该绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。根据本公开的数据处理方法和模块使得液面探测装置能够在每次液面探测过程中自适应地设置用于判断探针是否接触到液面的绝对阈值，有助于提高液面探测的灵敏度和准确性。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理领域，具体地涉及数据处理方法和模块。
背景技术
目前，生物医疗器械中普遍采用液面探测装置进行液面探测。为了降低检验仪器探针的携带污染，各生产厂商通常会在仪器探针上配置液面探测模块。因此，液面探测的稳定性、及时性、准确性会直接影响样本的检验结果。
以传统的电容式液面探测装置为例，液面探测阈值是预先设定的固定值，当电容数据变化达到该阈值时，即输出表示探测到液面的信号。但是，实际工作中，由于不同仪器的个体差异以及仪器周围环境变化的影响，导致探针对不同仪器的实际判断阈值是不同的，并且探针对同一仪器的实际判断阈值也会随着周围环境的变化而改变。如果采用固定阈值，则会影响探测的灵敏度和准确性。
另一种现有的液面探测装置采用相对阈值来判断是否探测到液面。在执行液面探测动作时，随着探针向下运动，探针与基准面之间的电容发生变化，当电容数据前后的相对变化量满足设定的阈值时即输出探测到液面的信号。但是，这种液面探测装置容易受到数据信号噪声的影响而发生误判断。
发明内容
为了在液面探测过程中自适应地设置绝对阈值，本发明公开提供了数据处理方法和模块。这样的数据处理方法和模块可被应用于液面探测装置中。
根据本发明公开的一个方面，提供了一种数据处理方法。该数据处理方法包括：获取第一数据，并根据第一数据来确定第一绝对基准值；至少基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值；以及基于当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值，该绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。
根据本发明公开的另一方面，提供了一种用于液面探测装置的数据处理模块。该液面探测装置包括探针，探针用于接触待测液体的液面。该数据处理模块包括：第一绝对基准值确定单元，用于获取第一数据并根据第一数据来确定第一绝对基准值；当前绝对基准值确定单元，用于至少基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值；以及绝对阈值确定单元，用于基于当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值，该绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。
根据本发明公开的另一方面，提供了一种液面探测装置。该液面探测装置包括如上所述的数据处理模块，并且能够执行如上所述的数据处理方法。
在现有技术中，需要针对每台仪器调试其阈值参数，操作繁琐，且影响探测模块的稳定性。根据本发明公开的实施例的数据处理方法和模块使得液面探测装置能够在每次液面探测过程中实时地、自适应地设置用于判断探针是否接触到液面的阈值，无需人工干预，有助于提高液面探测的灵敏度和准确性。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的示例性实施例的特征、优点和技术效果进行描述，附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的液面探测装置的示意图；
图2示出了根据本公开的实施例的数据处理模块的简化框图；
图3示出了根据本公开的实施例的数据处理方法的流程图；
图4示出了根据图3的数据处理方法的液面探测过程的流程图；
图5是根据本公开的实施例的针对同一液面探测装置的多次液面探测过程的绝对阈值变化图；
图6是根据本公开的实施例的描绘液面探测过程中的参数变化的波形图；以及
图7是图6的波形图中的数据信号噪声区域的局部放大图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。
本申请中提及“一个实施例”、“实施例”、“说明性实施例”、“各个实施例”等表示所描述的(一个或多个)实施例可以包括特定的特征、结构或特点，但不是每个实施例必需包括该特定的特征、结构或特征。而且，重复使用的短语“在一个实施例中”不一定指代同一实施例，尽管它可以指代同一实施例。
例如，根据本发明公开实施例的数据处理方法和模块可以被应用于液面探测装置中。现在参考图1，图1示出了根据本发明公开的实施例的液面探测装置100的示意图。如图1所示，液面探测装置100包括探测模块110、探针120以及运动控制模块130。液面探测装置100还可以包括所需要的各种其它模块，且各模块之间可以通信地连接。
探针120用于接触待测液体的液面。探针120例如可以包括由金属材料制成的探针(比如，钢针)或由导电非金属材料(比如，导电塑料)制成的探针。比如，探针120可以是中空的(比如，吸液探针)也可以是实心的。另外，虽然称为“探针”，但实际上，探针120可以是任意形状的，比如，针状、棒状、块状、带状、环状等等。探针120的形状、尺寸等可以根据实际需要而设定。
运动控制模块130用于控制探针120的运动。运动控制模块130可以包括致动器和处理单元。处理单元可以是单独的微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等等。在一些实施例中，处理单元也可以与探测模块110集成为一体。
以电容式液面探测装置为例，探针120和基准面(例如，待测液体的容器的壁)分别形成电容器的一极。待测液体和液体上方的气体即为电容器的两极之间的介质。待测液体的介电常数ε1和液体上方的气体的介电常数ε2不同，比如，ε1>ε2。电容器的两极之间的距离和总介电常数随着探针在运动控制模块130的控制下进行运动而发生改变。
例如，运动控制模块130控制探针120向下运动，在下降过程中探测模块110感应到电容变化量,例如，可以以电容值或谐振频率等形式来表征。探针120是否接触到液面通常通过电容变化量来进行判断。电容变化量非常小(一般为皮法(pF)量级)，因而需要及时判断以便减小探测死体积。
本发明公开所使用的术语“死体积”指的是探测模块能够检测到的液体最小体积。死体积与电容变化量和数据采集速率等有关，比如，判断越快，则死体积越小。
运动控制模块130能够与探测模块110互相通信。例如，运动控制模块130可以向探测模块110发送控制探针120的运动状态的信号，探测模块110也可以通过向运动控制模块130发送信号来控制探针120的运动。
探测模块110能够通过运动控制模块130来控制探针120进行液面探测。具体地，可以参考图2中详细介绍的数据处理模块。
根据本发明公开的实施例的液面探测装置100能够在每次液面探测过程中实时地、自适应地设置用于判断探针120是否接触到液面的阈值，从而避免液面探测过程中存在的误判，有助于提高液面探测的灵敏度和准确性。
图2示出了根据本发明公开的实施例的数据处理模块200的简化框图。数据处理模块200例如可应用于图1所示的液面探测装置100。在一些实施例中，数据处理模块200可以被包括在图1的探测模块110中，或者可以是单独的模块，本发明公开对此不进行限制。
如图2所示，数据处理模块200至少可以包括第一绝对基准值确定单元210、当前绝对基准值确定单元220以及绝对阈值确定单元230。在其它实施例中，数据处理模块200还可以包括其它需要的单元，例如，采集单元、控制单元或寄存器单元(未示出)等等。各个单元之间可以通信地连接。
在一些实施例中，第一绝对基准值确定单元210用于获取第一数据并根据第一数据来确定第一绝对基准值。具体地，在一个示例中，获取第一数据可以包括在液面探测装置的探针(例如，图1的液面探测装置100的探针120)开始下降前的预定时间段内采集至少一个参数，比如，探针(例如，图1的探针120)与基准面(例如，待测液体的容器的壁)之间的电容值、电容斜率或电容谐振频率等等；并且根据至少一个参数来得到第一数据。
可选地，数据处理模块200可以包括模数转换单元，以将采样得到的模拟参数量转换为数字参数值。
在示例中，运动控制模块(例如，图1的运动控制模块130)可以被设定为在发送第一信号通知数据处理模块200探针(例如，图1的探针120)准备开始下降之后的预定时间段后再控制探针(例如，图1的探针120)开始下降，来为采集至少一个参数预留时间。从而可以在紧挨第一信号之后的该预定时间段内(例如，图6中的区域B)连续采集一个或多个(例如，5个)参数(例如，电容值)。然后可以将一个或多个参数(例如，电容值)的算术平均值作为第一数据。可选地，当有多个参数时，可以去掉多个参数中的最大值和最小值后再将剩余的参数的算术平均值作为第一数据。本发明公开中使用“探针准备开始下降”的说法表明一次探测过程的开始，即，探针准备好下降以接触待测液体的液面。
在一些实施例中，当前绝对基准值确定单元220用于至少基于上述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。
具体地，在一个示例中，数据处理模块200还可以包括首次探测判定单元(未示出)。首次探测判定单元用于判定当前探测是否为首次探测，其中首次探测表征设备(例如，液面探测装置100)上电之后进行的第一次探测。在一些实施例中，数据处理模块200中例如可以包括标志位。当该标志位等于零时，首次探测判定单元被配置为确定当前探测是上电后进行的首次探测。当该标志位不等于零时，首次探测判定单元被配置为确定当前探测不是上电后进行的首次探测。以上仅是示例，在其它实施例中也可以设置其它类型的标志。
在首次探测判定单元确定当前探测是首次探测时，当前绝对基准值确定单元220基于上述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。例如，当前绝对基准值确定单元220可以将当前绝对基准值确定为是第一绝对基准值的函数或者等于第一绝对基准值。
在首次探测判定单元确定当前探测不是首次探测时，当前绝对基准值确定单元220需要获取第二基准值，并且根据第一绝对基准值和第二绝对基准值来确定当前绝对基准值。例如，当前绝对基准值确定单元220可以将当前绝对基准值确定为是第一绝对基准值和第二绝对基准值的函数，比如，第一绝对基准值和第二绝对基准值的加权平均值。
在一些实施例中，当前绝对基准值确定单元220例如可以从液面探测装置100的寄存器或存储器中获取第二绝对基准值。运动控制模块(例如，图1的运动控制模块130)可以发送第二信号以通知数据处理模块200探针(例如，图1的探针120)垂直复位完成。从而可以在紧挨第二信号之后的预定时间段内(例如，图6中的区域A)采集一个或多个(例如，5个)参数(例如，电容值)。该预定时间段可以通过运动控制模块130、探测模块110或数据处理模块200来预先设定。然后可以将所采集的一个或多个参数(例如，电容值)的算术平均值作为第二数据。可选地，当有多个参数时，可以去掉多个参数中的最大值和最小值后再将剩余的参数的算术平均值作为第二数据。可以根据该第二数据来确定第二绝对基准值。
需要注意的是，液面探测过程是反复进行的过程。在实际的液面探测过程中，在液面探测装置上电之后进行第一次液面探测时，获取第一绝对基准值，并且基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。第一绝对基准值可以是基于在探针下降前的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。在一个可选的实施例中，在液面探测装置上电之后进行第一次液面探测时，第一绝对基准值可以是根据经验而预先设置的值。在第一次液面探测之后的其它液面探测过程中，基于第一绝对基准值和第二绝对基准值来确定当前绝对基准值。
在一个示例中，第一绝对基准值可以是基于在本次探测的探针下降前(即本次探测开始之前)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针复位后(即前一次探测结束之后)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在另一示例中，第一绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针下降前(即前一次探测开始之前)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针复位后(即前一次探测结束之后)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在又一示例中，第一绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针下降前(即前一次探测开始之前)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在更前一次探测的探针复位后(即更前一次探测结束之后)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。上述示例仅是为了说明根据本发明公开的数据处理模块200而列举的，并不意在限制本发明公开的范围。
在一些实施例中，绝对阈值确定单元230可以用于基于当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值。该绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。具体地，绝对阈值确定单元230可以被配置为获取绝对变化量。该绝对变化量是满足最小探测死体积的参数变化量，然后将当前绝对基准值与绝对变化量的差值确定为绝对阈值。
可选地，数据处理模块200还可以包括其它需要单元，例如，控制单元和寄存器单元(未示出)。控制单元用于控制以上各个部件协调一致地运作。寄存器单元可以存储在液面探测过程中产生的数据和信息。
以上示出的是根据本公开的数据处理模块200的示例。应当指出的是，虽然这里提供的数据处理模块被示出和描述为包括多个单元，但是根据所实现的功能的要求，根据本公开的数据处理模块可以包括更多或更少的单元。
在一些实施例中，数据处理模块200可以被实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于实现所需功能的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如互联网、内联网等的计算机网络被下载。
图3示出了根据本公开的实施例的数据处理方法300的流程图。在一些实施例中，数据处理方法300可以在液面探测装置100(图1)中被实现，例如，可以通过数据处理模块200来实现。例如，该绝对阈值用来判断液面探测装置的探针(例如，图1的液面探测装置100的探针120)是否接触到液面。
在步骤310中，获取第一数据并根据第一数据来确定第一绝对基准值。具体地，在一个示例中，获取第一数据可以包括在液面探测装置的探针(例如，图1的液面探测装置100的探针120)开始下降前的预定时间段内采集至少一个参数，比如，探针(例如，图1的探针120)与基准面(例如，待测液体的容器的壁)之间的电容值、电容斜率或电容谐振频率等等；并且根据至少一个参数得到第一数据。
在示例中，运动控制模块(例如，图1的运动控制模块130)可以被设定为在发送第一信号通知数据处理模块200探针(例如，图1的探针120)准备开始下降之后的预定时间段后再控制探针(例如，图1的探针120)开始下降，来为采集至少一个参数预留时间。从而可以在紧挨第一信号之后的该预定时间段内(例如，图6中的区域B)连续采集一个或多个(例如，5个)参数(例如，电容值)。然后可以将一个或多个参数(例如，电容值)的算术平均值作为第一数据。可选地，当有多个参数时，可以去掉多个参数中的最大值和最小值后再将剩余的参数的算术平均值作为第一数据。
在步骤320中，至少基于上述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。
具体地，在一个示例中，至少基于上述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值还可以包括：判定当前探测是否为首次探测，其中首次探测表征设备(例如，液面探测装置100)上电之后进行的第一次探测。在一些实施例中，可以根据标志位来判定当前探测是否为首次探测。例如，当该标志位等于零时，确定当前探测是上电后进行的首次探测；而当该标志位不等于零时，确定当前探测不是上电后进行的首次探测。以上仅是示例，在其它实施例中也可以设置其它类型的标志。
在当前探测是首次探测时，基于上述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。例如，可以将当前绝对基准值确定为是第一绝对基准值的函数或者等于第一绝对基准值。
在当前探测不是首次探测时，获取第二绝对基准值，并且根据第一绝对基准值和第二绝对基准值来确定当前绝对基准值。例如，可以将当前绝对基准值确定为是第一绝对基准值和第二绝对基准值的函数，比如，第一绝对基准值和第二绝对基准值的加权平均值，例如，算术平均值。
在一些实施例中，可以从液面探测装置100的寄存器或存储器中获取第二绝对基准值。运动控制模块(例如，图1的运动控制模块130)可以发送第二信号来表明探针(例如，图1的探针120)垂直复位完成，即一次探测过程的结束。从而可以在紧挨第二信号之后的预定时间段内(例如，图6中的区域A)采集一个或多个(例如，5个)参数(例如，电容值)。该预定时间段可以通过运动控制模块、探测模块或数据处理模块来预先设定。然后可以将所采集的一个或多个参数(例如，电容值)的算术平均值作为第二数据。可选地，当有多个参数时，可以去掉多个参数中的最大值和最小值后再将剩余的参数的算术平均值作为第二数据。可以根据该第二数据来确定第二绝对基准值。
需要注意的是，液面探测过程是反复进行的过程。在实际的液面探测过程中，在液面探测装置上电之后进行第一次液面探测时，获取第一绝对基准值，并且基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。
第一绝对基准值可以是基于在探针下降前的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。在一个可选的实施例中，在液面探测装置上电之后进行第一次液面探测时，第一绝对基准值可以是根据经验而预先设置的值。在第一次液面探测之后的其它液面探测过程中，基于第一绝对基准值和第二绝对基准值来确定当前绝对基准值。
在一个示例中，第一绝对基准值可以是基于在本次探测的探针下降前(即本次探测开始之前)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针复位后(即前一次探测结束之后)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在另一示例中，第一绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针下降前(即前一次探测开始之前)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针复位后(即前一次探测结束之后)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在又一示例中，第一绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针下降前(即前一次探测开始之前)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在更前一次探测的探针复位后(即更前一次探测结束之后)的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。上述示例仅是为了说明根据本发明公开的数据处理方法而列举的，并不意在限制本发明公开的范围。
在步骤330中，基于当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值。该绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。具体地，可以获取绝对变化量，并且将当前绝对基准值与该绝对变化量的差值确定为绝对阈值。该绝对变化量是满足最小探测死体积的参数变化量。
以上示出的是根据本发明公开实施例的数据处理方法的示例流程图。应当指出的是，虽然这里提供的方法被示出和描述为一系列动作或事件，但是本发明公开不受所示出的这些动作或事件的排序的限制。例如，除所示出和/或描述的顺序之外，一些动作可以以其它的顺序发生和/或与其它动作或事件同时发生。另外，该方法还可以包括未在图中示出的其它动作，而且并非全部示出的动作都是需要的。
根据本发明公开的实施例的数据处理方法和模块能够在每次液面探测过程中实时地、自适应地设置用于判断探针是否接触到液面的阈值，无需人工干预，有助于提高液面探测的灵敏度和准确性。
为了更清楚的说明根据本发明公开实施例的数据处理方法的应用，在图4中示出了根据图3的数据处理方法的液面探测过程400的流程图。如图4所示，图3的数据处理方法被应用于液面探测装置(例如，电容式液面探测装置)中。
由图1可知，液面探测装置100可以包括探测模块110、探针120以及运动控制模块130。探测模块110可以与运动控制模块130通信，并且可以被配置为执行根据本发明公开实施例的数据处理方法300。运动控制模块130可以通知探测模块110获取第一数据和第二数据的具体时机。
现在参考图4，液面探测过程400开始于步骤405，然后在步骤410中进行程序初始化。在步骤415中，探测模块110的控制单元(例如，微控制器)读取模数转换单元(例如，模数转换芯片)的状态寄存器。控制单元在步骤420中判断数据采样是否完成，例如，可以基于状态寄存器中所存储的状态。如果采样完成，则在步骤425中，读取采集的一个或多个参数(例如，电容值)。如果采样未完成，则返回步骤415。
在步骤430中判断是否获取第一绝对基准值。如果是，则执行步骤435。比如，如果检测到探针120准备开始下降，则可以在探针120开始下降前的预定时间内采集一个或多个参数(例如，电容值)。在示例中，在探针120开始下降前的预定时间内采集n个(n为正整数，例如，5个)参数。假设数组abs_line1[count1]用于存储所采集的参数。在步骤440中，判断count1是否等于n。如果count1等于n，则在步骤445中，根据所采集的参数确定第一绝对基准值。例如，可以去掉数组abs_line1[count1]中的最大值和最小值并且对剩余的参数求算术平均值来得到第一绝对基准值。同时使得count1清零。如果count1不等于n，则返回步骤415。
如果在步骤430中确定不获取第一绝对基准值，则在步骤450中，判断是否获取第二绝对基准值。如果是，则执行步骤455。比如，如果检测到探针120垂直复位完成，则可以在探针120垂直复位完成后的预定时间内采集一个或多个参数(例如，电容值)。在示例中，在探针120垂直复位完成后的预定时间内采集m个(m为正整数，例如，5个)参数。假设数组abs_line2[count2]用于存储所采集的参数。在步骤460中，判断count2是否等于m。如果count2等于m，则在步骤465中，根据所采集的参数确定第二绝对基准值。例如，可以去掉数组abs_line2[count2]中的最大值和最小值并且对剩余的参数求算术平均值来得到第二绝对基准值。同时使得count2清零。如果count2不等于m，则返回步骤415。
在步骤470中，判断当前探测是否为首次探测，其中首次探测表征液面探测装置上电之后进行的第一次探测。如果当前探测是首次探测，则在步骤475中，基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。例如，可以将当前绝对基准值确定为是第一绝对基准值的函数或者等于第一绝对基准值。如果当前探测不是首次探测，则在步骤480中根据第一绝对基准值和第二绝对基准值来确定当前绝对基准值。例如，可以将当前绝对基准值确定为是第一绝对基准值和第二绝对基准值的函数，比如，第一绝对基准值和第二绝对基准值的加权平均值。
在步骤490中，基于当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值。该绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。具体地，可以获取绝对变化量，并且将当前绝对基准值与该绝对变化量的差值确定为绝对阈值。该绝对变化量是满足最小探测死体积的参数变化量。
以上示出的是根据本发明公开实施例的液面探测过程的示例流程图。应当指出的是，虽然这里提供的液面探测过程被示出和描述为一系列动作或事件，但是本发明公开不受所示出的这些动作或事件的排序的限制。例如，除所示出和/或描述的顺序之外，一些动作可以以其它的顺序发生和/或与其它动作或事件同时发生。另外，该液面探测过程还可以包括未在图中示出的其它动作，而且并非全部示出的动作都是需要的。
图5-7示出了实际液面探测过程中的一些数据图表。针对图5-7需要说明的是，从图中可见，根据实际测试方案的需要，图5-7的纵坐标表示“谐振频率”。如本领域普通技术人员所理解的，在典型的LC振荡电路中，谐振频率其中L表示电感量，C表示电容量。在电感L已知的情况下，可以根据该公式直接得出电容量C与谐振频率ω0的关系。因此，在上下文中没有采用谐振频率ω0来进行描述，而是直接采用电容量C这一更为直观的物理量来进行描述。
图5是根据本发明公开的实施例的针对同一液面探测装置的多次液面探测过程的绝对阈值变化图500。图5示出了传统的液面探测装置中所使用的预先设定的固定绝对阈值(例如，绝对阈值A 510)以及通过根据本发明公开实施例的液面探测装置、探测模块和设置绝对阈值的方法来自适应地设置的绝对阈值(例如，绝对阈值B 520)在多次液面探测过程中的变化的对比图示。
就传统的液面探测装置而言，判断阈值是预先设定的固定值(例如，绝对阈值A510)，当参数变化到该绝对阈值时，即输出表示探测到液面的信号。由图5的数据可见，前半部分的参数比后半部分的参数小。如使用固定的绝对阈值A 510，则导致后半部分无法判断液面探测是否成功。因此，需要针对每台仪器重复调试其阈值参数，操作繁琐，且影响探测模块的稳定性。
通过根据本发明公开的实施例的数据处理方法和模块以及液面探测装置实时设置的绝对阈值能够随着仪器的参数的变化而自适应地改变。由图5可见，绝对阈值B 520的变化趋势与参数的变化趋势完全吻合。例如，当后半部分参数增大时，绝对阈值B 420也相应地增大。从而，不需要重复设置绝对阈值，使得探测模块的适应性更强、探测更稳定。
图6是根据本发明公开的实施例的描绘液面探测过程中的参数(例如，电容值、谐振频率等)变化的波形图600。从波形图600可见，当达到绝对阈值610时，探测到的参数迅速变化，即检测到探测成功事件620。图6中的区域B表示探针(例如，图1的探针120)准备开始下降，在该时间段内，获取第一绝对基准值。在示例中，第一绝对基准值可以基于在图6中的区域B内采集的一个或多个(例如，5个)参数的算术平均值。可选地，该算术平均值可以是在去掉所述多个参数中的最大值和最小值后对剩余的参数求得的。图6中的区域A表示探针(例如，图1的探针120)垂直复位完成，在该时间段内，获取第二绝对基准值。在示例中，第二绝对基准值可以基于在图6中的区域A内采集的一个或多个(例如，5个)参数的算术平均值。可选地，可以去掉多个参数中的最大值和最小值后再对剩余的参数求算术平均值。
从图6可见，液面探测过程是反复进行的过程。在实际的液面探测过程中，在液面探测装置上电之后进行第一次液面探测时，获取第一绝对基准值，并且基于第一绝对基准值来确定当前绝对基准值。第一绝对基准值可以是基于在探针下降前的预定时间段内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在一个可选的实施例中，在液面探测装置上电之后进行第一次液面探测时，第一绝对基准值可以是根据经验而预先设置的值。在第一次液面探测之后的其它液面探测过程中，基于第一绝对基准值和第二绝对基准值来确定当前绝对基准值。
在一个示例中，第一绝对基准值可以是基于在本次探测(例如，以图6中所示的最后的探测过程表示本次探测)的探针下降前(即本次探测开始之前)的预定时间段内(例如，图6中的区域B)采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针复位后(即前一次探测结束之后)的预定时间段内(例如，图6中的区域A)采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在另一示例中，第一绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针下降前(即前一次探测开始之前)的预定时间段(例如，图6中的区域C)内采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针复位后(即前一次探测结束之后)的预定时间段内(例如，图6中的区域A)采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在又一示例中，第一绝对基准值可以是基于在前一次探测的探针下降前(即前一次探测开始之前)的预定时间段内(例如，图6中的区域C)采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的，并且第二绝对基准值可以是基于在更前一次探测的探针复位后(即更前一次探测结束之后)的预定时间段内(例如，图6中的区域D)采集的一个或多个参数(例如，电容值)来确定的。
在实际测试过程中，发现参数数据有时可能具有如图7所示的数据信号噪声630。图7示出了图6的波形图中的数据信号噪声区域的局部放大图700。这样的数据信号噪声产生的原因例如是机械振动、干扰信号耦合等。在实际测试过程中，信号数据噪声的判断与过滤以及接触液面的及时判断对探测的准确性尤为重要。
在现有的液面探测装置中，一种用于判断是否探测到液面的方法是：在执行液面探测动作时，随着探针向下运动，探针与基准面之间的参数发生变化。当参数数据前后的相对变化量满足设定的阈值(例如，可以称为“相对阈值”)时即输出探测到液面的信号。因此，在这样的液面探测装置中，若出现图5和图6所示的数据信号噪声，则会发生误判断。目前，通常使用算术平均滤波或递推滤波法来去除此类噪声。但由于上述滤波算法需要连续采集多个数据，每个数据的采集需要一定时间，因此会导致信号输出延迟，使探测模块反应变慢从而造成探测灵敏度降低，导致探测死体积增大。
根据本发明公开的实施例的数据处理方法和模块以及液面探测装置能够自适应地设置绝对阈值，一方面能够使得探测模块的适应性更强、探测更稳定；另一方面，在出现如图6或图7所示的数据信号噪声时，由于数据的绝对量并没有低于绝对阈值，从而探测模块不会误判断该噪声点为探测成功信号。因此，与采用相对阈值的现有的液面探测装置和方法相比，根据本发明公开的实施例的液面探测装置、探测模块和设置绝对阈值的方法能够在无需复杂的滤波算法的情况下避免数据信号噪声的干扰。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明公开并不限于上述实施例的结构和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明公开的范围之内。
Claims (15)
1.一种数据处理方法，其特征在于，包括：
获取第一数据，并根据所述第一数据来确定第一绝对基准值；
至少基于所述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值；以及
基于所述当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值，所述绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第一数据，包括：
在探针开始下降前的预定时间段内采集至少一个参数；以及
根据所述至少一个参数得到所述第一数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个参数得到所述第一数据，包括：
去掉所述至少一个参数中的最大值和最小值；以及
将所述至少一个参数中剩余的参数的算术平均值得到所述第一数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少基于所述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值，包括：
判定当前探测是否为首次探测，其中所述首次探测表征设备上电之后进行的第一次探测；
若是，则基于所述第一绝对基准值来确定所述当前绝对基准值；
若否，则获取第二绝对基准值，并根据所述第一绝对基准值和所述第二绝对基准值来确定所述当前绝对基准值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取第二绝对基准值，包括：
在所述探针复位后的预定时间段内采集至少一个参数；
根据所述至少一个参数得到所述第二数据；
根据所述第二数据来确定所述第二绝对基准值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个参数得到所述第二数据，包括：
去掉所述至少一个参数中的最大值和最小值；以及
根据所述至少一个参数中剩余的参数的算术平均值来确定所述第二数据。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值，包括：
获取绝对变化量，其中，所述绝对变化量是满足最小探测死体积的参数变化量；以及
将所述当前绝对基准值与所述绝对变化量的差值确定为所述绝对阈值。
8.一种用于液面探测装置的数据处理模块，所述液面探测装置包括探针，所述探针用于接触待测液体的液面，所述数据处理模块包括：
第一绝对基准值确定单元，用于获取第一数据并根据所述第一数据来确定第一绝对基准值；
当前绝对基准值确定单元，用于至少基于所述第一绝对基准值来确定当前绝对基准值；以及
绝对阈值确定单元，用于基于所述当前绝对基准值和绝对变化量来确定绝对阈值，所述绝对阈值用来判断探针是否接触到液面。
9.根据权利要求8所述的数据处理模块，其特征在于，获取第一数据，包括：
在探针开始下降前的预定时间段内采集至少一个参数；以及
根据所述至少一个参数得到所述第一数据。
10.根据权利要求9所述的数据处理模块，其特征在于，根据所述至少一个参数得到所述第一数据，包括：
去掉所述至少一个参数中的最大值和最小值；以及
将所述至少一个参数中剩余的参数的算术平均值得到所述第一数据。
11.根据权利要求8所述的数据处理模块，其特征在于，所述数据处理模块还包括：
首次探测判定单元：用于判定当前探测是否为首次探测，其中所述首次探测表征设备上电之后进行的第一次探测；
所述当前绝对基准值确定单元被配置为：
在当前探测是首次探测时，基于所述第一绝对基准值来确定所述当绝对基准值；
在当前探测不是首次探测时，获取第二绝对基准值，并根据所述第一绝对基准值和所述第二绝对基准值来确定所述当前绝对基准值。
12.根据权利要求11所述的数据处理模块，其特征在于，获取第二绝对基准值，包括：
在所述探针复位后的预定时间段内采集至少一个参数；
根据所述至少一个参数得到所述第二数据；以及
根据所述第二数据来确定所述第二绝对基准值。
13.根据权利要求12所述的数据处理模块，其特征在于，根据所述至少一个参数得到所述第二数据，包括：
去掉所述至少一个参数中的最大值和最小值；以及
根据所述至少一个参数中剩余的参数的算术平均值来确定所述第二数据。
14.根据权利要求8所述的数据处理模块，其特征在于，所述绝对阈值确定单元被配置为通过以下动作来确定绝对阈值：
获取绝对变化量，其中，所述绝对变化量是满足最小探测死体积的参数变化量；以及
将所述当前绝对基准值与所述绝对变化量的差值确定为所述绝对阈值。
15.一种液面探测装置，其特征在于，包括如权利要求8-14中任一项所述的数据处理模块。
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