CN112485830B - 一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，使用探测器在墙面逐行扫描，先从每一行的起始点开始水平横扫至折返点，探测器在起始点位置采集信号，将采集到的信号值作为校准值V0，探测器移动并实时采集信号，获取实时采样值Vi，探测器内的MCU根据实时采样值Vi、校准值V0和灵敏度调节值Va计算出实时采样值Vi对应的调整值Vd，根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小。探测器从折返点原途返回扫描至起始点的过程中，探测器以调整后的灵敏度指示电信号强弱。本发明一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，以最佳灵敏度来指示被预扫过的区域内的交流电信号强度，从而准确探测电线位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，属于墙体探测器领域。
背景技术
墙体探测器主要用在家居装修领域，可探测墙体的金属，木材，交流电等，可以有效避免在墙上打孔时打到钢筋或电线造成严重后果。但是，目前市面上的墙体探测器探测交流电的方法一般是在墙壁上校准调零完后把基准值保存在MCU中的变量中，移动过程中如果探测到电信号高于基准值则报警，报警灵敏度是固定的。在实际使用过程中由于环境复杂，电线埋的深浅，走向，墙体表面的湿度等都会对交流电信号产生影响，如果起始探测的基准点不一样探测结果可能会有较大偏差，比如，在电线上或靠近电线的地方进行校准，校准后基准值选取过高，这就会造成在后续的移动过程中灵敏度过低而无法探测到电线，会在一个探测区域里大范围误报警，给用户造成困扰甚至安全隐患。
如图1所示，当探测器1探测到交流电时，液晶两边的模拟条将随着信号的增强逐渐向中间靠拢，同时给出闪电符号警示用户。其内部简易组成模块如图2所示，MCU读取交流电采集电路输出的信号值进行处理后，将结果送给液晶和蜂鸣器进行显示和报警。交流采集电路如图3所示，其原理就是一个由运放组成的低通滤波器，根据电容的容抗孔氏Xc＝1/2Πfc，C1和C2在频率越高时，等效电阻越小，所以运放对工频的放大作用远大于高频，降低高频杂讯干扰，提高探测的准确性，然后再通过由D1、C3、R4组成的电路将交流通路接地让直流分量输入到MCU的AD引脚进行处理。在进行探测时，将探测器1放置在墙体上某一点不动进行校准，此时MCU对交流电通道进行AD采样，保存起始点的AD采样值并将其作为校准值，然后开始水平移动探测器进行扫描，移动过程中不断采集当前信号值，并求出当前信号值与校准值之间的差值，该差值表示当前位置与起始位置之间的电压差。现有的探测器1都是根据所述差值来检测电线信号强度。如果在远离电线的位置校准后移到电线上方，所述差值将正向增大，所述差值的增大量用液晶模拟条逐渐增多的方式进行指示，超过报警阈值则报警。但是由于用户在使用的时候并不知道电线的具体位置，如果直接在电线上进行校准后，校准值基数很大，当探测器1往离开电线的方向移动时，所述差值是减小的趋势甚至是负数，甚至在折返回电线位置时，所述差值也不会大于起始位置的校准值，此时探测器1灵敏度降到最低，无法再指示信号强度。因此，现有的探测器1遇到在电线上校准的情况，往往采用校准值大于一定阈值时让模拟条满格并进行报警，提示用户下方有电线，但仍然存在的问题是：由于输入信号虽然是直流电压，但仍然含有一定的交流分量，会有一定的跳动，并且变化较为微弱，加上环境湿度等因素的影响，如果电线埋得比较浅，可能会出现探测器1在墙体上移动的时候大面积报警甚至整片墙都在报警，模拟条一直都是满格状态无法指示信号情况，无法精确指示出电线的位置，给用户造成困扰。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，先进行预扫，根据预扫过程采集到数据调整墙体探测器的灵敏度，再原途折返探测，以最佳灵敏度来指示被预扫过的区域内的交流电信号强度，从而准确探测电线位置。
本发明技术方案如下：
一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，使用探测器在墙面逐行扫描，探测器先从每一行的起始点开始水平横扫至折返点，该过程中，探测器内的MCU实时调整探测器的灵敏度，然后在探测器从折返点原途返回扫描至起始点的过程中，探测器以调整后的灵敏度指示电信号强弱，从而准确探测电线位置。
更优地，所述探测器内的MCU实时调整探测器的灵敏度，具体执行如下步骤：探测器在起始点位置采集信号，将采集到的信号值作为校准值V0，探测器移动并实时采集信号，获取实时采样值Vi，探测器内的MCU根据实时采样值Vi、校准值V0和灵敏度调节值Va计算出实时采样值Vi对应的调整值Vd，根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小。
更优地，在每一行的来回扫描过程中，所述探测器都根据调整值Vd指示电信号的强弱，Vd＝Vi-V0-Va，需要提高探测器灵敏度时，减小灵敏度调节值Va，需要降低探测器灵敏度时，增大灵敏度调节值Va；用户根据从折返点回扫至起止点过程中的信号指示判断电线位置。
更优地，所述MCU根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小的步骤为：步骤1、每获取一个实时采样值Vi，判断其对应的调整值Vd是否小于预设的报警基准值，若是，则执行步骤2；若否，则执行步骤4；步骤2、判断调整值Vd是否小于0，若否，保持灵敏度调节值Va不变，返回步骤1；若是，执行步骤3；步骤3、判断调整值|Vd|是否大于等于预设的减弱幅值，若否，返回步骤1，若是，将调整值Vd与上一次采样信号对应的调整值Vd-1进行比较，若Vd小于Vd-1，返回步骤1，若Vd＝Vd-1，则调整灵敏度调节值Va以提高探测器灵敏度，返回步骤1；步骤4、判断调整值Vd是否大于报警上限值，若是，则调整灵敏度调节值Va1以降低探测器灵敏度，返回步骤1，若否，灵敏度调节值Va1不做调整，返回步骤1。
更优地，所述探测器的显示屏上的信号指示方式为：所述调整值Vd＜所述报警基准值时，探测器显示屏上不指示信号强弱，报警基准值≤调整值Vd≤报警上限值时，根据调整值大小在探测器显示屏上指示信号强弱，所述调整值Vd＞所述报警上限值，探测器显示屏上满格指示并发出蜂鸣告警。
更优地，设定灵敏度调节值Va的调整步长，需要调整灵敏度调节值Va时，每次增大或减小一个步长。
本发明具有如下有益效果：
本发明一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，先进行预扫，根据预扫过程采集到数据调整墙体探测器的灵敏度，再原途折返探测扫描。采用预扫和原途折返实测相结合的方式，实现预扫过程的灵敏度调节以及实测时以最佳灵敏度来指示电线的位置。通过使用本方法，探测器在墙体上预扫后实现自适应灵敏度调节，可以精确定位出墙体的电线位置。
附图说明
图1为现有技术中探测器示意图；
图2为现有技术中探测器的电原理框图；
图3为现有技术中探测器内交流电部分原理图；
图4为本发明的灵敏度自动调节流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，使用探测器在墙面逐行扫描，探测器先从每一行的起始点开始水平横扫至折返点，该过程中，探测器内的MCU实时调整探测器的灵敏度，然后在探测器从折返点原途返回扫描至起始点的过程中，探测器以调整后的灵敏度指示电信号强弱，从而准确探测电线位置。
所述探测器内的MCU实时调整探测器的灵敏度，具体执行如下步骤：探测器在起始点位置采集信号，将采集到的信号值作为校准值V0，探测器移动并实时采集信号，获取实时采样值Vi，探测器内的MCU根据实时采样值Vi、校准值V0和灵敏度调节值Va计算出实时采样值Vi对应的调整值Vd，根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小。所述探测器开机时，灵敏度调节值Va1为系统预设初始值，一般初始值为0。
请参阅图4，所述MCU根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小的步骤为：步骤1、MCU每获取一个实时采样值Vi，判断其对应的调整值Vd是否小于预设的报警基准值，若是，说明横扫过程中，该扫描位置的信号有小幅度变化，但处于正常的变化范围内，则执行步骤2；若否，说明横扫过程中，该扫描位置的信号比起始点位置更强且达到告警提示的界限，则执行步骤4。步骤2、判断调整值Vd是否小于0，若否，说明该点位置信号变化是小幅增强，保持灵敏度调节值Va不变，返回步骤1；若是，执行步骤3。步骤3、判断调整值|Vd|是否大于等于预设的减弱幅值，若否，说明该点位置信号只是轻微减弱，需要采集下一个位置点的信号做进一步判断，返回步骤1；若是，说明当前位置采集到的信号比起始点信号减弱幅度较大且当前位置已经离开起始点一段距离，进一步确定起始点位于信号较强位置，因此将调整值Vd与上一次采样信号对应的调整值Vd-1进行比较，若Vd小于Vd-1，说明信号还在减弱，返回步骤1继续采集信号，若Vd＝Vd-1，说明该位置信号已经趋于平稳且离起始点较远，则调整灵敏度调节值Va以提高探测器灵敏度，返回步骤1。步骤4、判断调整值Vd是否大于报警上限值，若是，说明起始点位置信号很强，则调整灵敏度调节值Va以降低探测器灵敏度，返回步骤1，若否，灵敏度调节值Va不做调整，返回步骤1。设定灵敏度调节值Va的调整步长，需要调整灵敏度调节值Va时，每次增大或减小一个步长。
所述探测器的显示屏上的信号指示方式为：所述调整值Vd＜所述报警基准值时，探测器显示屏上不指示信号强弱，报警基准值≤调整值Vd≤报警上限值时，根据调整值大小在探测器显示屏上指示信号强弱，所述调整值Vd＞所述报警上限值，探测器显示屏上满格指示并发出蜂鸣告警。将调整值Vd与一个预设常量报警基准值相比较，报警基准值表示报警信号的起始值，即判断信号是否强到一定程度，小于这个报警基准值时信号弱，液晶模拟条无信号强度显示，大于这个值表示有信号，液晶模拟条将有相应指示，如图1所示，本实施例中可以采用液晶模拟条具有0到4格强度指示。需要说明的是，采用本发明方法的探测器，首先明确探测器的使用方式是：第一遍横扫为预扫，该过程的信号指示仅仅用于参考，是否有电线根据原路折返回扫时的信号指示为准。
在每一行的来回扫描过程中，所述探测器都根据调整值Vd指示电信号的强弱，Vd＝Vi-V0-Va，需要提高探测器灵敏度时，减小灵敏度调节值Va，需要降低探测器灵敏度时，增大灵敏度调节值Va。用户根据从折返点回扫至起止点过程中的信号指示判断电线位置。
需要说明的是，在原途折法回扫时，可以通过程序设定探测器的MCU不再执行所述调整灵敏度调节值Va的大小的步骤，直接根据调整值Vd＝Vi-V0-Va指示信号强弱，其中Va已是调整后的最佳灵敏度调节值，也可以继续执行所述调整灵敏度调节值Va的大小的步骤，这是因为回扫过程中，灵敏度调节值已调整，其计算出的调整节值Vd不会再触发所述调整灵敏度调节值的条件。
以解决探测器校准位置在电线上这一问题为例，说明灵敏度调节值Va的调节过程。
首先，探测器在电线上校准后往离开电线方向移动，此时信号是呈减弱状态，即调整值Vd＜预设的报警基准值，并且调整值Vd＜0，则表示探测器当前的位置比校准时的位置信号强度弱，如果调整值Vd小到一定程度超过预设的减弱幅值，则表示探测器距离电线移开了一段距离，此时可以用一个变量iACMin记录下调整值Vd，当调整值Vd与上一次采样信号对应的调整值Vd-1进行比较，不再变小，说明当前位置已经离开电线一段距离，此时将灵敏度调节值Va减小。探测器原途折返回扫，此时调整值Vd已经是变大了，即探测器灵敏度提高了，达到在电线上校准后返回仍然可以分辨出信号强度的目的。
当探测器在远离电线的位置校准往电线的方向移动时，信号是一个增大的过程。当调整值Vd＞预设的报警基准值时，如果调整值Vd超过所述报警上限值，探测器上液晶模拟条将指示4格即满格，此时增大灵敏度调节值Va。因此，在回扫时，调整值Vd＝Vi-V0-Va将会降低，表示探测器灵敏度降低，从而实现探测器折返回原路的时候就能以合适的灵敏度指示信号强度。
当调整值Vd介于报警基准值和报警上限值之间时，灵敏度调节值Va不做调整，液晶模拟条将根据信号强度指示1、2、3格。
采用本发明一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，探测器在墙体上预扫后实现自适应灵敏度调节，可以精确定位出墙体的电线位置，同时可以通用110V/60Hz和220V/50Hz的常见交流电，具有较好的实用性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，其特征在于，使用探测器在墙面逐行扫描，探测器先从每一行的起始点开始水平横扫至折返点，该过程中，探测器内的MCU实时调整探测器的灵敏度，然后在探测器从折返点原途返回扫描至起始点的过程中，探测器以调整后的灵敏度指示电信号强弱，从而准确探测电线位置，其中：
所述探测器内的MCU实时调整探测器的灵敏度，具体执行如下步骤：
探测器在起始点位置采集信号，将采集到的信号值作为校准值V0，探测器移动并实时采集信号，获取实时采样值Vi，探测器内的MCU根据实时采样值Vi、校准值V0和灵敏度调节值Va计算出实时采样值Vi对应的调整值Vd，根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小；
在每一行的来回扫描过程中，所述探测器都根据调整值Vd指示电信号的强弱，Vd＝Vi-V0-Va，需要提高探测器灵敏度时，减小灵敏度调节值Va，需要降低探测器灵敏度时，增大灵敏度调节值Va；用户根据从折返点回扫至起止点过程中的信号指示判断电线位置；
所述MCU根据调整值Vd的强弱变化特征，调整灵敏度调节值Va的大小的步骤为：
步骤1、每获取一个实时采样值Vi，判断其对应的调整值Vd是否小于预设的报警基准值，若是，则执行步骤2；若否，则执行步骤4；
步骤2、判断调整值Vd是否小于0，若否，保持灵敏度调节值Va不变，返回步骤1；若是，执行步骤3；
步骤3、判断调整值|Vd|是否大于等于预设的减弱幅值，若否，返回步骤1，若是，将调整值Vd与上一次采样信号对应的调整值Vd-1进行比较，若Vd小于Vd-1，返回步骤1，若Vd＝Vd-1，则调整灵敏度调节值Va以提高探测器灵敏度，返回步骤1；
步骤4、判断调整值Vd是否大于报警上限值，若是，则调整灵敏度调节值Va以降低探测器灵敏度，返回步骤1，若否，灵敏度调节值Va不做调整，返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，其特征在于：所述探测器的显示屏上的信号指示方式为：所述调整值Vd＜所述报警基准值时，探测器显示屏上不指示信号强弱，报警基准值≤调整值Vd≤报警上限值时，根据调整值大小在探测器显示屏上指示信号强弱，所述调整值Vd＞所述报警上限值，探测器显示屏上满格指示并发出蜂鸣告警。
3.根据权利要求1所述的一种用于墙体探测器的灵敏度自动调节方法，其特征在于：设定灵敏度调节值Va的调整步长，需要调整灵敏度调节值Va时，每次增大或减小一个步长。
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Application publication date: 20210312 Assignee: ZHANGZHOU YUSHAN ELECTRONIC MANUFACTURING CO.,LTD. Assignor: ZHANGZHOU EASTERN INTELLIGENT METER Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980049784 Denomination of invention: A sensitivity automatic adjustment method for wall detectors Granted publication date: 20230822 License type: Common License Record date: 20240103 |
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