CN113960256B - 一种含水仪的温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含水仪的温度补偿方法，预先对一标准含水仪进行测量，并根据测量结果处理得到多条温度补偿曲线，每条温度补偿曲线分别对应一温度范围，还包括：S1：在含水仪进行正常工作时，采集得到当前的一实际含水率以及对应的实际温度；S2：将实际温度与温度范围进行匹配，根据匹配结果选择对应的温度补偿曲线；S3：根据温度补偿曲线对实际含水率进行温度补偿，以处理得到一补偿含水率并作为含水仪的输出值。本发明的有益效果在于：通过多次测定含水仪在不同温度下相对于标准源值的偏差，能够获得较现有技术更为准确的温度偏差值，进而提高了温度补偿过程的准确度，避免了现有技术中进行温度补偿不够准确的缺陷，进而提高了含水仪的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及含水仪技术领域，具体涉及一种含水仪的温度补偿方法
背景技术
含水仪，又被称为水分测定仪、水分仪、水分计、水分检测仪、水分测量仪、水分分析仪，测水仪，验湿仪。可广泛应用于一切需要快速测定水分的行业，如医药、塑胶、冶金、矿山、煤炭、建材、化工、食品、粮食、饲料、种子、菜籽、茶叶、农林、造纸、橡胶、纺织等行业中的生产过与实验过程中。市场上主要有两种分析方法的水分仪销售：1、化学分析法水分仪，顾名思义化学分析方法就是物质发生了质的变化，即生成了新的物质，此类主要用于微量水分精确测定。2、物理分析法水分仪，这类相对结构简单，不需要那么复杂的实验，通过加热到一定的温度去蒸发掉自由水分，快速精确，虽然精度达不到化学分析法那么高，也可以达到万分之一，即1ppm。但是，由于水分的物理特性，上述两种分析方法在使用时都会受到温度的影响，进而使得读数不准确，较为影响正常使用。
现有技术中，针对含水仪的温度补偿，通常采用粗略温度补偿的方式。大致原理包括，电路板有温度传感器，RF射频发射和接收板，输出的是电压信号，电压信号通过ADC采集然后转化成具体的含水率。该类补偿方法准确度较低，不能很好地满足精确温度补偿的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种含水仪的温度补偿方法。
具体技术方案如下：
一种含水仪的温度补偿方法，预先对一标准含水仪进行测量，并根据测量结果处理得到多条温度补偿曲线，每条所述温度补偿曲线分别对应一温度范围，还包括：
步骤S1：在所述含水仪进行正常工作时，采集得到当前的一实际含水率以及对应的实际温度；
步骤S2：将所述实际温度与所述温度范围进行匹配，根据匹配结果选择对应的所述温度补偿曲线；
步骤S3：根据所述温度补偿曲线对所述实际含水率进行温度补偿，以处理得到一补偿含水率并作为所述含水仪的输出值。
优选地，根据温度预先设定多个标准采集节点，其中包括一个室温下的所述标准采集节点、至少一个低温下的所述标准采集节点以及至少一个高温下的所述标准采集节点，则所述温度补偿曲线的生成方法包括：
步骤A1：采集所述标准含水仪在室温下所对应的所述标准采集节点上的输出值作为基准值，同时将零值作为室温下的所述标准采集节点的相对误差值；
步骤A2：分别采集所述标准含水仪在每个低温下的所述标准采集节点上的输出值，并与所述基准值进行比较得到对应的所述相对误差值；
以及
分别采集所述标准含水仪在每个高温下的所述标准采集节点上的输出值，并与所述基准值进行比较得到对应的所述相对误差值；
步骤A3：依据各个所述标准采集节点的温度以及对应的所述相对误差值，处理得到多条所述温度补偿曲线。
优选地，预先建立一XOY坐标系，于所述XOY坐标系中，采用X轴坐标表征所述相对误差值，采用Y轴坐标表征温度，则每个所述标准采集节点均具有由温度和相对误差值构成的在所述XOY坐标系中的坐标值；
则所述步骤A3中，根据温度顺序，分别采用相邻的每两个所述标准采集节点的坐标值线性拟合形成每条所述温度补偿曲线；
每条所述温度补偿曲线所述对应的所述温度范围采用对应的两个所述标准采集节点的温度进行限定。
优选地，所述步骤A2中包括：
步骤A21，对所述标准含水仪上电，随后检测所述标准含水仪在室温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值；
步骤A22，将所述标准含水仪置于低温环境下，随后分别检测所述标准含水仪在各个低温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值；
步骤A23，将所述标准含水仪置于高温环境下，随后分别检测所述标准含水仪在各个低温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值。
优选地，预先设置低温下的多个所述标准采集节点，并按照温度由低至高排序；
则所述步骤A22具体包括：
步骤A221：将环境温度逐渐降低至低温下的第一个所述标准采集节点；
步骤A222：经过对应的时间间隔后，采集所述标准采集节点上的输出值，并根据所述输出值处理得到对应的所述相对误差值；
步骤A223，将所述环境温度升高至下一个所述标准采集节点，并返回所述步骤A222，直至低温下的所有所述标准采集节点均采集完毕为止。
优选地，预先设置高温下的多个所述标准采集节点，并按照温度由低至高排序；
则所述步骤A23包括：
步骤A231：将所述环境温度上升至室温，并重新检测所述标准含水仪在室温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值；
步骤A232：将所述环境温度上升至高温下的第一个所述标准采集节点；
步骤A233：经过对应的时间间隔后，采集所述标准采集节点上的输出值，并根据所述输出值处理得到对应的所述相对误差值；
步骤A234，将所述环境温度升高至下一个所述标准采集节点，并返回所述步骤A233，直至高温下的所有所述标准采集节点均采集完毕为止。
优选地，在所述室温与所述低温下的第一个标准采集节点之间预先设置有至少一个低温过渡节点；
则所述步骤A221包括：
步骤A2211：将所述环境温度自室温降低至第一个所述低温过渡节点；
步骤A2212：保持一时间间隔后，将所述环境温度自所述低温过渡节点降低下一个所述低温过渡节点，随后返回所述步骤A2211，直至所述环境温度降低至所述低温下的第一个所述标准采集节点。
优选地，所述标准含水仪设置在一高低温测试箱中进行预先测量；
通过设置所述高低温测试箱的温度以调整所述环境温度至相应的标准测试节点。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过多次测定含水仪在不同温度下相对于标准源值的偏差，能够获得较现有技术更为准确的温度偏差值，进而提高了温度补偿过程的准确度，避免了现有技术中进行温度补偿不够准确的缺陷，进而提高了含水仪的准确度。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例的整体示意图；
图2为本发明实施例的温度补偿曲线生成方法示意图；
图3为本发明实施例的步骤A2子步骤示意图；
图4为本发明实施例的步骤A22子步骤示意图；
图5为本发明实施例的步骤A23子步骤示意图；
图6为本发明实施例的步骤A221子步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括：
一种含水仪的温度补偿方法，预先对一标准含水仪进行测量，并根据测量结果处理得到多条温度补偿曲线，每条温度补偿曲线分别对应一温度范围，如图1所示，还包括：
步骤S1：在含水仪进行正常工作时，采集得到当前的一实际含水率以及对应的实际温度；
步骤S2：将实际温度与温度范围进行匹配，根据匹配结果选择对应的温度补偿曲线；
步骤S3：根据温度补偿曲线对实际含水率进行温度补偿，以处理得到一补偿含水率并作为含水仪的输出值。
具体地，本技术方案通过在含水仪工作时直接测量待测物的温度值，并基于待测物的温度值和预先标定的温度补偿曲线来实现对待测物的含水率的温度补偿，进而获得更为准确的含水率，以提高含水仪的准确度。
在一种较优的实施例中，根据温度预先设定多个标准采集节点，其中包括一个室温下的标准采集节点、至少一个低温下的标准采集节点以及至少一个高温下的标准采集节点，则如图2所示，温度补偿曲线的生成方法包括：
步骤A1：采集标准含水仪在室温下所对应的标准采集节点上的输出值作为基准值，同时将零值作为室温下的标准采集节点的相对误差值；
步骤A2：分别采集标准含水仪在每个低温下的标准采集节点上的输出值，并与基准值进行比较得到对应的相对误差值；
以及
分别采集标准含水仪在每个高温下的标准采集节点上的输出值，并与基准值进行比较得到对应的相对误差值；
步骤A3：依据各个标准采集节点的温度以及对应的相对误差值，处理得到多条温度补偿曲线。
在一种较优的实施例中，预先建立一XOY坐标系，于XOY坐标系中，采用X轴坐标表征相对误差值，采用Y轴坐标表征温度，则每个标准采集节点均具有由温度和相对误差值构成的在XOY坐标系中的坐标值；
则步骤A3中，根据温度顺序，分别采用相邻的每两个标准采集节点的坐标值线性拟合形成每条温度补偿曲线；
每条温度补偿曲线对应的温度范围采用对应的两个标准采集节点的温度进行限定。
在一种较优的实施例中，如图3所示，步骤A2中包括：
步骤A21，对标准含水仪上电，随后检测标准含水仪在室温下的标准采集节点上的输出值，以及处理得到相对误差值；
步骤A22，将标准含水仪置于低温环境下，随后分别检测标准含水仪在各个低温下的标准采集节点上的输出值，以及处理得到相对误差值；
步骤A23，将标准含水仪置于高温环境下，随后分别检测标准含水仪在各个低温下的标准采集节点上的输出值，以及处理得到相对误差值。
具体地，在本实施例中，基于含水仪的工作温度范围，设置了两个低温下的标准采集节点，和两个高温下的标准采集节点，用于实现对含水仪工作温度范围整体的温度补偿。
具体地。在实际测量过程中，含水仪在不同的温度下会存在相应的读数。当测得第一低温读数、第二低温读数、第一高温读数和第二高温读数后，将测得的与室温对应的读数作为基准读数，并对第一低温读数、第二低温读数、第一高温读数和第二高温读数进行处理，将第一低温读数、第二低温读数、第一高温读数和第二高温读数转换成相对于基准读数的第一低温相对误差值、第二低温相对误差值、第一高温相对误差值和第二高温相对误差值。随后根据温度-误差值建立温度-误差值直角坐标系，将室温下的基准值设置为原点，并标注第一低温相对误差值、第二低温相对误差值、第一高温相对误差值和第二高温相对误差值的坐标，随后分别根据第一低温相对误差值和第二低温相对误差值依据公式y＝kx+b计算出第一温度补偿曲线、根据第二低温相对误差值和基准值计算出第二温度补偿曲线、根据基准值和第一高温相对误差值计算出第三温度补偿曲线、根据第一高温相对误差值和第二高温相对误差值生成第四温度补偿曲线。进而形成对应于不同温度范围的多条温度补偿曲线，以适应在整体的温度变化范围中，可能存在的温漂与温度间的非线性关系。
需要说明的是，以上仅是本技术方案的一种实施例，在实际实施过程中，通过增加测试节点的数量，可以有效地对温漂与温度间的非线性关系进行微分处理，以提高整体的温度补偿精度。
在一种较优的实施例中，预先设置低温下的多个标准采集节点，并按照温度由低至高排序；
则如图4所示，步骤A22具体包括：
步骤A221：将环境温度逐渐降低至低温下的第一个标准采集节点；
步骤A222：经过对应的时间间隔后，采集标准采集节点上的输出值，并根据输出值处理得到对应的相对误差值；
步骤A223，将环境温度升高至下一个标准采集节点，并返回步骤A222，直至低温下的所有标准采集节点均采集完毕为止。
在一种较优的实施例中，预先设置高温下的多个标准采集节点，并按照温度由低至高排序；
则如图5所示，步骤A23包括：
步骤A231：将环境温度上升至室温，并重新检测标准含水仪在室温下的标准采集节点上的输出值，以及处理得到相对误差值；
步骤A232：将环境温度上升至高温下的第一个标准采集节点；
步骤A233：经过对应的时间间隔后，采集标准采集节点上的输出值，并根据输出值处理得到对应的相对误差值；
步骤A234，将环境温度升高至下一个标准采集节点，并返回步骤A233，直至高温下的所有标准采集节点均采集完毕为止。
在一种较优的实施例中，在室温与低温下的第一个标准采集节点之间预先设置有至少一个低温过渡节点；
则如图6所示，步骤A221包括：
步骤A2211：将环境温度自室温降低至第一个低温过渡节点；
步骤A2212：保持一时间间隔后，将环境温度自低温过渡节点降低下一个低温过渡节点，随后返回步骤A2211，直至环境温度降低至低温下的第一个标准采集节点。
具体地，在温度补偿曲线的标定过程中，应当遵循先降温后升温的过程。在试验开始时，将测试箱的温度从室温降低至零度，保持一段时间使得测试箱整体降温均匀后再降低至-20℃，进而使得测试箱整体温度变化均匀，避免急剧降温导致的局部过冷现象进而影响测试结果。当记录完低温数据后，逐渐上升温度至室温25℃、高温的第一个标准采集节点40℃和高温的第二个标准采集节点60℃并记录相应的读数，在上升到该温度后需要保持一段时间后再记录数据避免局部过热。
进一步地，记录读数结果如表1所示：
| -20℃ | 0℃ | 25℃(室温) | 40℃ | 60℃ |
| (-20，-20) | (0，-10) | (25，0) | (40，10) | (60，20) |
表1
需要说明的是，表1中所记载的温度和相对误差值仅是该实施例中实际测得的取值，并不作为对本发明的限制。上述数值在实际实施过程中可能产生改变或者在含水仪的工作范围内选取任意的温度值作为标准采集节点的温度值，其均不影响本技术方案的实施过程。
在一种较优的实施例中，标准含水仪设置在一高低温测试箱中进行预先测量；
通过设置高低温测试箱的温度以调整环境温度至相应的标准测试节点。
本发明的有益效果在于：通过多次测定含水仪在不同温度下相对于标准源值的偏差，能够获得较现有技术更为准确的温度偏差值，进而提高了温度补偿过程的准确度，避免了现有技术中进行温度补偿不够准确的缺陷，进而提高了含水仪的准确度。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种含水仪的温度补偿方法，其特征在于，预先对一标准含水仪进行测量，并根据测量结果处理得到多条温度补偿曲线，每条所述温度补偿曲线分别对应一温度范围，还包括：
步骤S1：在所述含水仪进行正常工作时，采集得到当前的一实际含水率以及对应的实际温度；
步骤S2：将所述实际温度与所述温度范围进行匹配，根据匹配结果选择对应的所述温度补偿曲线；
步骤S3：根据所述温度补偿曲线对所述实际含水率进行温度补偿，以处理得到一补偿含水率并作为所述含水仪的输出值；
根据温度预先设定多个标准采集节点，其中包括一个室温下的所述标准采集节点、至少一个低温下的所述标准采集节点以及至少一个高温下的所述标准采集节点，则所述温度补偿曲线的生成方法包括：
步骤A1：采集所述标准含水仪在室温下所对应的所述标准采集节点上的输出值作为基准值，同时将零值作为室温下的所述标准采集节点的相对误差值；
步骤A2：分别采集所述标准含水仪在每个低温下的所述标准采集节点上的输出值，并与所述基准值进行比较得到对应的所述相对误差值；
以及
分别采集所述标准含水仪在每个高温下的所述标准采集节点上的输出值，并与所述基准值进行比较得到对应的所述相对误差值；
步骤A3：依据各个所述标准采集节点的温度以及对应的所述相对误差值，处理得到多条所述温度补偿曲线。
2.根据权利要求1所述的温度补偿方法，其特征在于，预先建立一XOY坐标系，于所述XOY坐标系中，采用X轴坐标表征所述相对误差值，采用Y轴坐标表征温度，则每个所述标准采集节点均具有由温度和相对误差值构成的在所述XOY坐标系中的坐标值；
则所述步骤A3中，根据温度顺序，分别采用相邻的每两个所述标准采集节点的坐标值线性拟合形成每条所述温度补偿曲线；
每条所述温度补偿曲线所述对应的所述温度范围采用对应的两个所述标准采集节点的温度进行限定。
3.根据权利要求1所述的温度补偿方法，其特征在于，所述步骤A2中包括：
步骤A21，对所述标准含水仪上电，随后检测所述标准含水仪在室温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值；
步骤A22，将所述标准含水仪置于低温环境下，随后分别检测所述标准含水仪在各个低温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值；
步骤A23，将所述标准含水仪置于高温环境下，随后分别检测所述标准含水仪在各个高温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值。
4.根据权利要求3所述的温度补偿方法，其特征在于，预先设置低温下的多个所述标准采集节点，并按照温度由低至高排序；
则所述步骤A22具体包括：
步骤A221：将环境温度逐渐降低至低温下的第一个所述标准采集节点；
步骤A222：经过对应的时间间隔后，采集所述标准采集节点上的输出值，并根据所述输出值处理得到对应的所述相对误差值；
步骤A223，将所述环境温度升高至下一个所述标准采集节点，并返回所述步骤A222，直至低温下的所有所述标准采集节点均采集完毕为止。
5.根据权利要求4所述的温度补偿方法，其特征在于，预先设置高温下的多个所述标准采集节点，并按照温度由低至高排序；
则所述步骤A23包括：
步骤A231：将所述环境温度上升至室温，并重新检测所述标准含水仪在室温下的所述标准采集节点上的输出值，以及处理得到所述相对误差值；
步骤A232：将所述环境温度上升至高温下的第一个所述标准采集节点；
步骤A233：经过对应的时间间隔后，采集所述标准采集节点上的输出值，并根据所述输出值处理得到对应的所述相对误差值；
步骤A234，将所述环境温度升高至下一个所述标准采集节点，并返回所述步骤A233，直至高温下的所有所述标准采集节点均采集完毕为止。
6.根据权利要求4所述的温度补偿方法，其特征在于，在所述室温与所述低温下的第一个标准采集节点之间预先设置有至少一个低温过渡节点；
则所述步骤A221包括：
步骤A2211：将所述环境温度自室温降低至第一个所述低温过渡节点；
步骤A2212：保持一时间间隔后，将所述环境温度自所述低温过渡节点降低下一个所述低温过渡节点，随后返回所述步骤A2211，直至所述环境温度降低至所述低温下的第一个所述标准采集节点。
7.根据权利要求4所述的温度补偿方法，其特征在于，所述标准含水仪设置在一高低温测试箱中进行预先测量；
通过设置所述高低温测试箱的温度以调整所述环境温度至相应的标准测试节点。
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