CN109425838B - 一种电渗脱水电参数监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电渗脱水电参数监测系统及其监测方法，包括前端控制器，前端控制器包括，电参数检测模块，电连接于电渗容器的电源电路中，在其输出端输出电参数检测数值；存储模块，包括一全程记录表；计时模块，用于输出实时的时间数值；电参数处理模块，与电参数检测模块的输出端信号连接，将电参数检测数值与对应接收到电参数检测数值时计时模块输出的时间数值绑定成一参考记录值，并将参考记录值存储于全程记录表中；检测频率控制模块，用于检测电参数检测数值随时间的变化率，当电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，提高电参数检测模块的检测频率；本发明实现了对电渗装置电源输出的电参数进行较为全面、准确且较经济的监测。

Description

一种电渗脱水电参数监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及电参数数据监测技术领域，更具体地说，它涉及一种电渗脱水电参数监测系统及其监测方法。

背景技术

电渗脱水为在土中插入金属电极，并通以直流电，在电场作用下，土中水从阳极流向阴极，产生电渗，从而降低高黏性土的含水率或地下水位，以改善土性的加固方法。

在公告号为CN101224943的中国专利中公开了一种容器式电渗淤泥再造土方法，该方法采用容器作为淤泥处理载体进行电渗脱水，然后根据需要可增设真空排水、真空预压和静载装置来辅助电渗脱水，提高脱水效率；容器的结构可设有多种结构，电渗装置的电极也有多种排布方式。

在实际试验和淤泥脱水生产过程中，由于电渗脱水的效果随着电渗持续时长的变化呈曲线，需要通过监测并分析电渗装置的电源输出的电参数，来得到最高效以及最经济的通电方法。但电渗装置在对淤泥进行电渗时，在脱水的初始时刻中由于含水量大、土体中的在正负两电极处的极化效应较小、脱水速度快，使淤泥在两个电极之间的导电率变化较快，导致恒压电源输出的电参数在初始阶段最容易产生较大的波动，对于这些异常波动的记录对于电源的调整有着重要的作用。但一味地通过增加检测频率来达到对异常的详细检测会导致数据总体量过大，对于监测成本和数据的查看带来很大的负担。亟需一种针对电渗装置的电源输出的电参数的异常波动进行合理监测的监测系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种电渗脱水电参数监测系统，可以对电渗装置的电源输出的电参数进行较为全面且较经济的监测。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电渗脱水电参数监测系统，包括前端控制器，所述前端控制器包括：

电参数检测模块，电连接于电渗容器的电源电路中，用于检测所述电源电路中的电参数，并在其输出端输出电参数检测数值；

存储模块，包括一全程记录表，用于存储电参数随时间的变化数据；

计时模块，用于输出实时的时间数值；

电参数处理模块，与所述电参数检测模块的输出端信号连接，将所述电参数检测数值与对应接收到所述电参数检测数值时所述计时模块输出的时间数值绑定成一参考记录值，并将所述参考记录值存储于所述存储模块的全程记录表中；

检测频率控制模块，用于检测所述电参数检测数值随时间的变化率，当所述电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，提高所述电参数检测模块的检测频率。

通过采用上述技术方案，通过将电参数检测数值与时间数值相绑定并存储于存储模块，便于后期对于电参数检测数值随时间的变化的查看；且对于电参数检测数值随时间的变化率超阈值范围后，通过提高检测频率，使电参数的波动得到更为详细得记录下来，且由于只有当电参数检测数值变化率超阈值范围后才会加快检测频率，从而达到了对电渗装置的电源输出的电参数进行较为全面且较经济的监测。

进一步的，所述存储模块还包括一异常记录表，用于存储所述检测频率控制模块检测到的所述电参数检测数值变化率超阈值的参考记录值。

通过采用上述技术方案，通过将电参数检测数值变化率超阈值的参考记录值存储于存储模块的异常记录表中，可通过读取异常记录表直接查看异常的参考记录值，使后期对于查看电参数的波动情况更加便捷。

进一步的，还包括一监控终端，用于发出一数据读取指令；所述前端控制器还包括一远控交互模块，所述远控交互模块响应于所述数据读取指令而从所述存储模块中读取出所述全程记录表和所述异常记录表，并将所述全程记录表和所述异常记录表发送至所述监控终端。

通过采用上述技术方案，使用者可以通过监控终端对前端控制器检测并记录到的参考记录值进行远程查看和监控，不用去电渗脱水的现场即可查看脱水情况及采集数据，使数据的采集和查看更加便捷。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的二在于提供一种电渗脱水电参数监测方法，可以对电渗装置的电源输出的电参数进行较为全面且较经济的监测。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电渗脱水电参数监测方法，通过计时模块生成距监测初始时刻的启动时长数值；

在电参数处理模块将参考记录值存储于存储模块中后，通过检测频率控制模块检测启动时长数值；

当启动时长数值依次达到多个不同预定时长数值后，检测频率控制模块控制电参数检测模块分别按多个不同常态检测频率中对应的常态检测频率进行检测，预定时长数值越大对应的常态检测频率越低。

通过采用上述技术方案，电渗装置电源输出的电参数在脱水的初始时刻容易产生较大的波动而后期逐渐趋于稳定，数据采集间隔取的长一点即可比较有表征性地体现常态下的电渗装置电源输出的电参数的变化情况，所以通过将常态检测频率逐渐降低来实现较为有表征性又具有较经济优点的监测。

进一步的，在检测频率控制模块检测启动时长数值之前，所述方法还包括：

通过检测频率控制模块检测电参数检测数值随时间的变化率；

当检测频率控制模块检测到电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，检测频率控制模块将电参数检测数值的检测频率提高至一异常检测频率，并向计时模块发送一异常检测计时请求；

计时模块响应于异常检测计时请求而开始异常检测计时。

通过采用上述技术方案，在电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，实现将电参数检测数值的检测频率提高至一异常检测频率，同时对提高至异常检测频率的时长进行计时。

进一步的，在检测频率控制模块检测启动时长数值之前，所述方法还包括：通过检测频率控制模块检测异常检测计时；

当检测频率控制模块检测到异常检测计时未到达一检测预设时长后，跳过原有的检测启动时长数值的步骤，检测频率控制模块控制电参数检测模块仍按照异常检测频率进行检测。

通过采用上述技术方案，通过检测频率控制模块在检测到电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，控制电参数检测模块持续保持异常检测频率检测预设时长的时间后再恢复至常态检测频率，确保更加完整地记录下电渗装置电源输出的电参数的波动情况。

进一步的，在计时模块每接收到一次异常检测计时请求后，计时模块重置一次异常检测计时。

通过采用上述技术方案，当电渗装置电源输出的电参数持续出现波动时，通过重置异常检测计即可实现延长以异常检测频率来进行采集的时长，确保更加完整而便捷地记录下电渗装置电源输出的电参数的波动情况。

进一步的，检测频率控制模块检测电参数检测数值随时间的变化率的步骤包括：

通过检测频率控制模块根据时间数值的顺序读取并分析全程记录表中最近的六个参考记录值；

当全程记录表中最近的五个电参数检测数值相较各自前一个参考记录值中的电参数检测数值均超过一预定范围后，检测频率控制模块将这五个电参数检测数值对应的五个参考记录值复制至异常记录表中，并将电参数检测模块的检测频率提高至异常检测频率。

通过采用上述技术方案，排除了个别参数采集异常的情况，通过选取最近的六个参考记录值来比较，以达到更加准确地判断出电渗装置电源输出的电参数是否处于异常波动。

进一步的，通过远控交互模块轮询存储模块，当异常记录表增加新的参考记录值后，远控交互模块将异常记录表中新增的参考记录值推送至监控终端处。

通过采用上述技术方案，当电渗装置电源输出的电参数出现波动时，通过远控交互模块将异常记录表中新增的参考记录值及时推送至监控终端处，方便于使用监控终端监控的工作人员及时了解到异常情况，及时排查并解决电渗装置的异常。

进一步的，电参数处理模块将参考记录值通过通用数据格式转换后存储于存储单元中，当监控终端从存储单元读取参考记录值时，监控终端读取到的参考记录值均为通过通用数据格式转换后的参考记录值。

通过采用上述技术方案，使监控终端读取到的参考记录值均为通过通用数据格式转换后的参考记录值，便于监控终端的数据查看。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）随着预定时长数值越大对应的常态检测频率越低，当电参数检测数值变化率超阈值范围后加快检测频率并持续检测预设时长，且当电渗装置电源输出的电参数持续出现波动时，通过重置异常检测计延长以异常检测频率来进行电参数采集的时长，从而达到了对电渗装置的电源输出的电参数进行较为全面且较经济的监测；

（2）通过将全程记录表中最近的五个电参数检测数值与各自前一个参考记录值中的电参数检测数值进行比较和判断异常，排除了个别参数采集异常的情况，使电渗装置电源输出的电参数异常波动的判断更加准确；

（3）将电参数检测数值与时间数值绑定成一参考记录值，通过电参数处理模块将全部参考记录值通过通用数据格式转换后存储于存储单元中，并通过远控交互模块将全程记录表和异常记录表发送至监控终端处，使参考记录值的查看更加便捷，且可以对前端控制器检测并记录到的参考记录值进行远程查看和监控；

（4）通过远控交互模块将异常记录表中新增的参考记录值及时推送至监控终端处，方便于使用监控终端监控的工作人员及时了解到异常情况，及时排查并解决电渗装置的异常。

附图说明

图1为实施例一的电渗脱水电参数监测系统的结构示意图。

附图标记：1、前端控制器；2、监控终端；3、电参数检测模块；4、存储模块；41、全程记录表；42、异常记录表；5、计时模块；6、电参数处理模块；7、检测频率控制模块；8、远控交互模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本文中所揭示的方面而描述的方法或算法的步骤及/或动作可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以两者的组合来实施。软件模块可驻留于RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体可耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及向存储媒体写入信息。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。另外，在一些方面中，处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。另外，ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器及存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。另外，在一些方面中，方法或算法的步骤及/或动作可作为代码及/或指令中的一者或其任何组合或集合而驻留于机器可读媒体及/或计算机可读媒体上，机器可读媒体及/或计算机可读媒体可并入计算机程序产品中。

实施例一，如图1所示，一种电渗脱水电参数监测系统，包括前端控制器1和监控终端2，监控终端2用于发出一数据读取指令，前端控制器1包括：

电参数检测模块3，电连接于电渗容器的电源电路中，用于检测电源电路中的电参数，并在其输出端输出电参数检测数值；

存储模块4，包括全程记录表41和异常记录表42，全程记录表41用于存储电参数随时间的变化数据，异常记录表42用于存储异常的电参数检测数值；

计时模块5，用于输出实时的时间数值；

电参数处理模块6，与电参数检测模块3的输出端信号连接，将电参数检测数值与对应接收到电参数检测数值时计时模块5输出的时间数值绑定成一参考记录值，并将参考记录值存储于存储模块4的全程记录表41中；

检测频率控制模块7，用于检测电参数检测数值随时间的变化率，当电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，提高电参数检测模块3的检测频率，并将变化率超过阈值的电参数检测数值对应的参考记录值存储于异常记录表42中；

远控交互模块8，远控交互模块8响应于数据读取指令而从存储模块4中读取出全程记录表41和异常记录表42，并将全程记录表41和异常记录表42发送至监控终端2处。

监控终端2可以为手机或者计算机。手机可以通过移动网络与连接有公网的远控交互模块8通讯连接。计算机可以通过局域网或者公网直接与远控交互模块8通讯连接。电参数检测模块3可以为电参数检测传感器，电参数检测模块3可通过RS485与电参数处理模块6信号连接。

本实施例的电渗脱水电参数监测系统的工作原理为：通过电参数检测模块3检测电源电路中的电参数并将电参数检测数值输出至电参数处理模块6，通过电参数检测模块3将电参数检测数值和对应时刻的时间数值绑定成一参考记录值后，存储于全程记录表41中；检测频率控制模块7检测电参数检测数值随时间的变化率，当电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，提高电参数检测模块3的检测频率；当远控交互模块8接收到监控终端2发来的数据读取指令后，远控交互模块8将全程记录表41和异常记录表42发送至监控终端2处，实现远程数据查看。

实施例二，如图1所示，一种用于实施例一中的电渗脱水电参数监测系统的电渗脱水电参数监测方法，通过计时模块5生成距监测初始时刻的启动时长数值。监测方法包括记载方法和查询方法。

所述记载方法包括：

步骤S1，通过电参数检测模块3检测电源电路中的电参数并将电参数检测数值输出至电参数处理模块6，再执行步骤S2；

步骤S2，通过电参数检测模块3将电参数检测数值和对应时刻的时间数值绑定成一参考记录值，电参数检测模块3再将参考记录值通用数据格式转换后存储于全程记录表41中，再执行步骤S3；

步骤S3，通过检测频率控制模块7根据时间数值的顺序读取并分析全程记录表41中最近的六个参考记录值，当全程记录表41中最近的五个电参数检测数值相较各自前一个参考记录值中的电参数检测数值均超过一预定范围后执行步骤AS4和步骤AS5，当全程记录表41中最近的五个电参数检测数值相较各自前一个参考记录值中的电参数检测数值没有均超过一预定范围后执行步骤BS4；

步骤AS4，检测频率控制模块7将这五个电参数检测数值对应的五个参考记录值复制至异常记录表42中，并将电参数检测模块3的检测频率提高至一异常检测频率，并向计时模块5发送一异常检测计时请求，再执行步骤AS5；

步骤AS5，计时模块5响应于异常检测计时请求而重置异常检测计时，再重新执行步骤S1；

步骤BS4，当全程记录表41中最近的五个电参数检测数值相较各自前一个参考记录值中的电参数检测数值没有均超过一预定范围后，通过检测频率控制模块7检测异常检测计时，当检测频率控制模块7检测到异常检测计时到达一检测预设时长后执行步骤B1S5，当检测频率控制模块7检测到异常检测计时未到达一检测预设时长后执行步骤B2S5；

步骤B1S5，通过检测频率控制模块7检测启动时长数值，当启动时长数值刚好超过三个不同预定时长数值中的一个预定时长数值后，检测频率控制模块7控制电参数检测模块3按三个不同常态检测频率中对应的常态检测频率进行检测，再重新执行步骤S1；

步骤B2S5，检测频率控制模块7控制电参数检测模块3仍按照异常检测频率进行检测，再重新执行步骤S1。

所述查询方法包括：

当远控交互模块8接收到监控终端2发来的数据读取指令后，远控交互模块8将全程记录表41和异常记录表42发送至监控终端2处，实现远程数据查看；

并通过远控交互模块8轮询存储模块4，当异常记录表42增加新的参考记录值后，远控交互模块8将异常记录表42中新增的参考记录值推送至监控终端2处。

上述方案中，电参数处理模块6将参考记录值通过通用数据格式转换后存储于存储单元中，具体是指将参考记录值以txt\excel\数据库的形式存储于存储单元。便于监控终端2的数据查看。

上述方案中，当所述启动时长数值依次达到三个不同预定时长数值后，所述检测频率控制模块7控制所述电参数检测模块3分别按三个不同常态检测频率中对应的常态检测频率进行检测，具体来说可以为：三个不同预定时长数值分别为0小时、12小时和7天，三个不同常态检测频率分别为1秒一次、1分钟一次和1小时一次。总的效果来说，在初始开始检测后，电参数检测模块3先以1秒一次进行检测，在12小时后电参数检测模块3以1分钟一次进行检测，在7天后以1小时一次进行检测。

上述方案中，异常检测频率为1秒一次，检测预设时长为1小时。

上述方案中，比较全程记录表41中最近的五个电参数检测数值相较各自前一个参考记录值中的电参数检测数值是否超过预定范围，所述预定范围可以为5%～15%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，就术语“包括”用于具体实施方式或权利要求书中的程度来说，此术语希望以类似于术语“包含”在“包含”作为过渡词用于权利要求中时被解释的方式而为包括性的。此外，尽管所描述方面及/或实施例的元件可能是以单数形式描述或主张，但除非明确声明限于单数形式，否则也涵盖复数形式。另外，除非另有声明，否则任何方面及/或实施例的全部或一部分可与任何其它方面及/或实施例的全部或一部分一起被利用。

Claims (4)

1.一种电渗脱水电参数监测方法，所述方法应用于电渗脱水电参数监测系统，所述系统包括前端控制器，所述前端控制器包括电参数检测模块，电连接于电渗容器的电源电路中，用于检测所述电源电路中的电参数，并在其输出端输出电参数检测数值；所述前端控制器还包括存储模块、计时模块、检测频率控制模块以及电参数处理模块，所述存储模块包括一异常记录表，所述电参数处理模块与所述电参数检测模块的输出端信号连接，将所述电参数检测数值与对应接收到所述电参数检测数值时所述计时模块输出的时间数值绑定成一参考记录值，并将所述参考记录值存储于所述存储模块的全程记录表中；所述系统还包括一监控终端，用于发出一数据读取指令；所述前端控制器还包括一远控交互模块，所述远控交互模块响应于所述数据读取指令而从所述存储模块中读取出所述全程记录表和所述异常记录表，并将所述全程记录表和所述异常记录表发送至所述监控终端，其特征在于，所述方法通过计时模块(5)输出实时的时间数值，并根据实时的时间数值生成距监测初始时刻的启动时长数值；

在电参数处理模块(6)将参考记录值存储于存储模块(4)中后，通过检测频率控制模块(7)检测启动时长数值；

当启动时长数值依次达到多个不同预定时长数值后，检测频率控制模块(7)控制电参数检测模块(3)分别按多个不同常态检测频率中对应的常态检测频率进行检测，预定时长数值越大对应的常态检测频率越低；

在检测频率控制模块(7)检测启动时长数值之前，所述方法还包括：

通过检测频率控制模块(7)检测电参数检测数值随时间的变化率；

当检测频率控制模块(7)检测到电参数检测数值随时间的变化率超过阈值后，检测频率控制模块(7)将电参数检测数值的检测频率提高至一异常检测频率，并向计时模块(5)发送一异常检测计时请求；

计时模块(5)响应于异常检测计时请求而开始异常检测计时；

在检测频率控制模块(7)检测启动时长数值之前，所述方法还包括：通过检测频率控制模块(7)检测异常检测计时；

当检测频率控制模块(7)检测到异常检测计时未到达一检测预设时长后，跳过原有的检测启动时长数值的步骤，检测频率控制模块(7)控制电参数检测模块(3)仍按照异常检测频率进行检测；

计时模块(5)每接收到一次异常检测计时请求后，计时模块(5)重置一次异常检测计时。

2.根据权利要求1所述的一种电渗脱水电参数监测方法，其特征在于，检测频率控制模块(7)检测电参数检测数值随时间的变化率的步骤包括：

通过检测频率控制模块(7)根据时间数值的顺序读取并分析全程记录表(41)中最近的六个参考记录值；

当全程记录表(41)中最近的五个电参数检测数值相较各自前一个参考记录值中的电参数检测数值均超过一预定范围后，检测频率控制模块(7)将这五个电参数检测数值对应的五个参考记录值复制至异常记录表(42)中，并将电参数检测模块(3)的检测频率提高至异常检测频率。

3.根据权利要求2所述的一种电渗脱水电参数监测方法，其特征在于，通过远控交互模块(8)轮询存储模块(4)，当异常记录表(42)增加新的参考记录值后，远控交互模块(8)将异常记录表(42)中新增的参考记录值推送至监控终端(2)处。

4.根据权利要求2所述的一种电渗脱水电参数监测方法，其特征在于，电参数处理模块(6)将参考记录值通过通用数据格式转换后存储于存储单元中，当监控终端(2)从存储单元读取参考记录值时，监控终端(2)读取到的参考记录值均为通过通用数据格式转换后的参考记录值。

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