CN109506735A - 多种不相溶液体的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多种不相溶液体的检测方法，所述多种不相溶液体的检测方法包括以下检测步骤：(A1)第一探头向下移动；(A2)检测没入液体中的第一探头受到的浮力，并建立第一探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝f(x)；所述液体包括自上而下分布N种液体，N≥2，且为整数；(A3)获得f′(x)；(A4)分析所述f′(x)：当所述f′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_1i，获得第i层液体的厚度H_1i＝(x_1(i+1)‑x_1i)，或者第i种液体的液面高度H_i＝H‑x_1i。本发明具有检测准确、低成本等优点。

Description

多种不相溶液体的检测方法

技术领域

本发明涉及液体检测，尤其涉及多种不相溶液体的检测方法。

背景技术

常用的液体交界处探测方式一般采用光传感式液位探测装置，具体为：通过面光源，成像镜头，被测物体固定装置，遮光板外壳，和镜头固定支架等机械电子装置组成的测量装置。通过光源穿过被测液体后在成像镜头处产生图像，再通过图像传感器将光信号转换成电信号输出。电信号输入处理器，计算出液位的深度，从而得出液面交界处高度。这种探测方式具有不足，如：

1.在传统光学测量中，由于液体浑浊度的影响，往往会对成像镜头和光传感器的灵敏度造成影响。特别是在一些污染严重的工业用水中，几乎不透光。对探测时的精度影响非常大。

2.只能使用试管或其他透明容纳物，量取一定量的液体后，才能通过面光源和成像系统使用。然而在工业实际现场，往往是集中排放，集中处理，液位分层明显。使用量取测试样本的方式对实际处理并不实用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种检测准确、适用性好的多种不相溶液体的检测方法。

本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现：

多种不相溶液体的检测方法，所述多种不相溶液体的检测方法包括以下检测步骤：

(A1)第一探头向下移动；

(A2)检测没入液体中的第一探头受到的浮力，并建立第一探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝f(x)；所述液体包括自上而下分布N种液体，N≥2，且为整数；

(A3)获得f′(x)；

(A4)分析所述f′(x)：

当所述f′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_1i，获得第i层液体的厚度H_1i＝(x_1(i+1)-x_1i)，或者第i种液体的液面高度H_i＝H-x_1i。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.通过结构和数据实时计算，得到多种不相溶液体混合后各层液体的高度或厚度；

2.由于没有使用光学器件，因此测量时对液体的透光度没有过多要求，非常适合用于测量废水和污水等融合了有色污染物的液体。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1为本发明实施例的多种不相溶液体的检测方法的流程图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例的多种不相溶液体的检测方法的流程图，如图1所示，所述多种不相溶液体的检测方法包括以下检测步骤：

(A1)第一探头向下移动；

(A2)检测没入液体中的第一探头受到的浮力，并建立第一探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝f(x)；所述液体包括自上而下分布N种液体，N≥2，且为整数；

(A3)获得f′(x)；

(A4)分析所述f′(x)：

当所述f′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_1i，获得第i层液体的厚度H_1i＝(x_1(i+1)-x_1i)，或者第i种液体的液面高度H_i＝H-x_1i。

为了验证上述检测方法的，进一步地，所述多种不相溶液体的检测方法还包括验证步骤：

(B1)第二探头向下移动，所述第二探头和第一探头的长度不同；

(B2)检测没入液体中的第二探头受到的浮力，并建立第二探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝g(x)；

(B3)获得g′(x)；

(B4)分析所述g′(x)：

当所述g′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_2i，获得第i层液体的厚度为H_2i＝(x_2(i+1)-x_2i)。

(B5)比较第i层液体的厚度H_1i、H_2i：

如果H_1i＝H_2i，H_1i作为第i层液体的厚度；

如果H_1i≠H_2i，寻获最小的j，使得x_1(i+j)-x_1i＝x_2(i+j)-x_2i，j≥2，且为整数，(x_1(i+j)-x_1i)作为第i层液体的厚度；或者第i层液体的液面高度H_i＝H-x_1(i+j)，H为探头初始位置到底面的高度。

为了验证检测结果，进一步地，所述第一探头和第二探头同时动作以节省时间；或者第一探头先动作，第二探头再动作。

为了减低计算量，进一步地，不同高度处，所述第一探头的横截面面积相同；或者，不同高度处，所述第二探头的横截面面积相同；如第一探头和/或第二探头采用圆柱或棱柱。

实施例2：

根据本发明实施例1的多种不相溶液体的检测方法在污水检测中的应用例。

在该应用例中，液体有4种；第一探头采用圆柱体，长度超过4种液体的厚度；所述多种不相溶液体的检测方法包括以下检测步骤：

(A1)第一探头向下移动；

(A2)检测没入液体中的第一探头受到的浮力，并建立第一探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝f(x)；

(A3)获得f′(x)；

(A4)分析所述f′(x)：

当所述f′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_1i，获得第i层液体的厚度H_1i＝(x_1(i+1)-x_1i)，也即，第一层液体的厚度为H₁₁＝(x₁₂-x₁₁)，第二层液体的厚度为H₁₂＝(x₁₃-x₁₂)，第四层液体的厚度为H₁₃＝(x₁₄-x₁₃)，第五层液体的厚度为H₁₄＝(x₁₅-x₁₄)，x₁₅为探头运动到液体最底部时的移动距离；

第i种液体的液面高度H_i＝H-x_1i，H为探头初始位置到底面的高度。

实施例3：

根据本发明实施例1的多种不相溶液体的检测方法在污水检测中的应用例。

在该应用例中，液体有3种；第一探头和第二探头均采用圆柱体；所述多种不相溶液体的检测方法包括以下检测步骤：

(A1)第一探头和第二探头向下移动；

(A2)分别检测没入液体中的第一探头和第二探头受到的浮力，并建立第一探头、第二探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝f(x)、F_浮＝g(x)；

(A3)获得f′(x)和g′(x)；

(A4)分析所述f′(x)和g′(x)：

当所述f′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_1i，获得第i层液体的厚度H_1i＝(x_1(i+1)-x_1i)，也即，第一层液体的厚度为H₁₁＝(x₁₂-x₁₁)，第二层液体的厚度为H₁₂＝(x₁₃-x₁₂)，第三层液体的厚度为H₁₃＝(x₁₄-x₁₃)，第四层液体的厚度为H₁₄＝(x₁₅-x₁₄)，x₁₅为探头运动到液体最底部时的移动距离；第i种液体的液面高度H_i＝H-x_1i，H为探头初始位置到底面的高度；

当所述g′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_2i，获得第i层液体的厚度为H_2i＝(x_2(i+1)-x_2i)，

(A5)比较第i层液体的厚度H_1i、H_2i：

如果H_1i＝H_2i，H_1i作为第i层液体的厚度；

如果H_1i≠H_2i，寻获最小的j，使得x_1(i+j)-x_1i＝x_2(i+j)-x_2i，j≥2，且为整数，(x_1(i+j)-x_1i)作为第i层液体的厚度；或者第i层液体的液面高度H_i＝H-x_1(i+j)，H为探头初始位置到底面的高度

本应用例中，H₁₁＝H₂₁，作为第一层液体的厚度，但H₁₂≠H₂₂，寻获到x₁₄-x₁₂＝x₂₄-x₂₂，也即i＝2、j＝2，x₁₄-x₁₂＝x₂₄-x₂₂作为第二层的厚度；第三层的厚度为(x₁₅-x₁₄)，x₁₅为第一探头运动到液体最底部时的移动距离；

第1种液体的液面高度H_i＝H-x₁₁，第2种液体的液面高度H_i＝H-x₁₂，第3种液体的液面高度H_i＝H-x₁₄，H为探头初始位置到底面的高度。

Claims (6)

1.多种不相溶液体的检测方法，所述多种不相溶液体的检测方法包括以下检测步骤：

(A1)第一探头向下移动；

(A2)检测没入液体中的第一探头受到的浮力，并建立第一探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝f(x)；所述液体包括自上而下分布N种液体，N≥2，且为整数；

(A3)获得f′(x)；

(A4)分析所述f′(x)：当所述f′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_1i，获得第i层液体的厚度H_1i＝(x_1(i+1)-x_1i)，或者第i种液体的液面高度H_i＝H-x_1i。

2.根据权利要求1所述的多种不相溶液体的检测方法，其特征在于：所述多种不相溶液体的检测方法还包括验证步骤：

(B1)第二探头向下移动，所述第二探头和第一探头的长度不同；

(B2)检测没入液体中的第二探头受到的浮力，并建立第二探头向下移动距离x和浮力F_浮之间的映射关系：F_浮＝g(x)；

(B3)获得g′(x)；

(B4)分析所述g′(x)：

当所述g′(x)第i次突变到大于零时，所述第一探头的移动距离为x_2i，获得第i层液体的厚度为H_2i＝(x_2(i+1)-x_2i)。

(B5)比较第i层液体的厚度H_1i、H_2i：

如果H_1i＝H_2i，H_1i作为第i层液体的厚度；

如果H_1i≠H_2i，寻获最小的j，使得x_1(i+j)-x_1i＝x_2(i+j)-x_2i，j≥2，且为整数，(x_1(i+j)-x_1i)作为第i层液体的厚度；或者第i层液体的液面高度H_i＝H-x_1(i+j)，H为探头初始位置到底面的高度。

3.根据权利要求2所述的多种不相溶液体的检测方法，其特征在于：所述第一探头和第二探头同时动作；或者第一探头先动作，第二探头再动作。

4.根据权利要求2所述的多种不相溶液体的检测方法，其特征在于：不同高度处，所述第一探头的横截面面积相同；或者，不同高度处，所述第二探头的横截面面积相同。

5.根据权利要求4所述的多种不相溶液体的检测方法，其特征在于：所述第一探头和/或第二探头是圆柱或棱柱。

6.根据权利要求1所述的多种不相溶液体的检测方法，其特征在于：N＝3。