基于电磁阀的流体通道状态检测方法、系统、终端及介质与流程

本技术涉及电磁阀，尤其是涉及一种基于电磁阀的流体通道状态检测方法、系统、终端及介质。

背景技术：

1、随着自动化控制技术的发展，液体输送设备被广泛应用于饮水设备、饮料调配设备、自动清洗设备、农业灌溉设备以及其他需要进行液体输送的应用场景中。在上述设备运行过程中，通常需要对液体输送过程进行精确控制，以保证液体按照目标需求进行输出。随着水资源及其他液体资源节约需求的不断提高，如何提高液体输送过程的准确性，减少不必要的液体消耗，成为相关设备发展的重要方向。

2、现有技术中，通常采用电磁阀作为液体输送过程中的控制部件，通过控制电磁阀内部阀芯的开启和关闭，实现流体通道的导通与截止。设备控制器根据预先设定的控制参数，例如电磁阀开启时间、驱动电流以及保持时间等，对电磁阀进行控制，使液体按照设定的输送过程输出。在部分应用场景中，为保证液体输出量满足需求，设备通常基于标准供液状态对电磁阀进行参数标定，并按照标定后的参数完成液体输送。

3、然而，现有技术中的液体输送过程通常基于固定控制参数执行，无法根据实际运行过程中流体状态的变化进行适应性调整。当供液压力变化、输送通道阻力变化或者供液介质不足时，可能导致实际液体输出量与预设输出量不一致。例如，在液体输送异常时，设备可能仍持续执行原输送动作，造成部分液体未被有效利用，增加液体资源浪费；而在需要精准供液的场景中，也可能由于输出控制不准确导致液体资源浪费。因此，现有技术存在液体输送过程难以根据实际运行状态进行精准控制，导致液体输出与实际需求不匹配，进而造成液体资源浪费、节约液体资源效果有限的问题。

技术实现思路

1、为了改善现有技术存在液体输送过程难以根据实际运行状态进行精准控制，导致液体输出与实际需求不匹配，进而造成液体资源浪费、节约液体资源效果有限的问题，本技术提供一种基于电磁阀的流体通道状态检测方法、系统、终端及介质。

2、第一方面，本技术提供一种基于电磁阀的流体通道状态检测方法，采用如下的技术方案：

3、一种基于电磁阀的流体通道状态检测方法，包括：

4、响应于电磁阀的开启驱动指令，同步启动时钟计时器；

5、实时监测电磁阀线圈回路中的驱动电流数值；

6、当驱动电流数值达到预设的饱和稳定电流阈值时，控制时钟计时器停止计时；

7、读取时钟计时器记录的计时数值，将其定义为当前的阀芯吸合总历时；

8、将阀芯吸合总历时与预设的标准充液状态下对应的标准吸合时间进行差值计算，得到吸合时间偏差；

9、将吸合时间偏差与预设的运行状态对应的时域阈值区间进行匹配，确定流体通道的运行状态，运行状态为正常状态、流阻增大状态、流阻减小状态中的一种；

10、根据运行状态执行对应的预设调整方法。

11、通过采用上述技术方案，实时获取电磁阀线圈回路中的驱动电流变化，并基于阀芯吸合总历时与标准吸合时间之间的偏差确定流体通道运行状态，使控制器能够利用电磁阀自身动作特征感知流体通道状态变化，无需额外设置流量计、压力传感器等检测元件，降低了系统结构复杂度。同时，根据检测得到的流体通道运行状态执行对应的调整方法，使液体输送过程能够根据实际运行状态进行动态调整，减少因流体状态异常导致的无效输液或输液不足，提高实际出液量与目标输出量的一致性，从而提高液体利用效率，提高节约液体资源效果。

12、可选的，在阀芯保持打开状态下，按照预设的检测时间间隔，控制线圈回路周期性输出电流跌落扰动信号，并按照预设降流曲线降低线圈保持电流；

13、在保持电流降低过程中，实时采集线圈回路对应的感应电流响应信号；

14、根据感应电流响应信号识别阀芯进入临界回落状态，并记录对应的临界保持电流；

15、将临界保持电流与预设的标准保持电流进行差值计算，得到保持电流偏差；

16、当保持电流偏差小于第一预设偏差阈值时，将当前运行状态更新为流阻减小状态；

17、当保持电流偏差位于第一预设偏差阈值与第二预设偏差阈值之间时，将当前运行状态更新为正常状态；

18、当保持电流偏差大于第二预设偏差阈值时，将当前运行状态更新为流阻增大状态。

19、通过采用上述技术方案，在电磁阀保持打开状态下主动降低保持电流并采集阀芯临界回落过程中的感应电流响应信号，通过保持电流偏差进一步判断流体通道状态，使设备能够在持续出料过程中感知流阻变化，提高了运行状态检测的准确性。

20、可选的，所述根据运行状态执行对应的预设调整方法，包括：

21、在当前的运行状态为流阻增大状态情况下，根据吸合时间偏差或保持电流偏差确定流阻等级，流阻等级包括第一流阻等级和第二流阻等级；

22、在流阻等级为第一流阻等级的情况下，根据吸合时间偏差或保持电流偏差匹配对应的驱动脉宽修正值；

23、将驱动脉宽修正值叠加至当前的原始驱动脉宽中，得到目标驱动脉宽；

24、根据目标驱动脉宽重新确定电磁阀对应的目标通电截止时刻；

25、根据目标通电截止时刻对电磁阀的通电截止时刻进行延迟；

26、当达到目标通电截止时刻时，控制电磁阀停止通电并完成当前工作周期；

27、将目标驱动脉宽作为下一工作周期对应的补偿驱动参数，直至运行状态由流阻增大状态恢复至正常状态。

28、通过采用上述技术方案，在检测到流体通道存在流阻增大且仍可输出的情况下，根据流阻程度调整电磁阀驱动脉宽，对电磁阀开启时间进行动态补偿，使实际出料量能够随流阻变化进行自适应调整，提高了液体定量输出的稳定性。

29、可选的，当流阻等级为第二流阻等级时，停止当前工作周期对应的流体输出；

30、控制线圈回路按照预设频率输出高频激励电流信号，使电磁阀阀芯产生往复振动；

31、在预设激振时间结束后重新获取吸合时间偏差；

32、根据重新获取的吸合时间偏差重新确定当前运行状态；

33、当运行状态恢复为正常状态或流阻等级为第一流阻等级时，解除当前保护状态并恢复正常控制流程；

34、当流阻等级仍为第二流阻等级时，输出故障报警信息并切断电磁阀驱动电源；

35、锁定当前设备直至接收到人工复位指令。

36、通过采用上述技术方案，在流阻增大达到严重程度时，停止当前流体输出，并通过高频激励电流信号调整阀芯状态，以尝试恢复流体通道连通性；在无法恢复时执行报警和断电保护，避免异常状态持续影响设备运行，提高了设备运行安全性。

37、可选的，持续监测当前运行状态，当根据吸合时间偏差或保持电流偏差首次确定当前运行状态为流阻减小状态时，启动暂态异常计数器，并维持当前工作周期对应的流体输出；

38、在预设的容错检测周期内，持续获取保持电流偏差，并根据保持电流偏差更新当前运行状态；

39、当当前运行状态恢复为正常状态时，判定当前触发信号属于单发性暂态气泡并清除暂态异常计数器，反之，则对暂态异常计数器进行累加；

40、当暂态异常计数器达到预设的故障确认阈值时，判定当前流体通道发生介质缺失故障；

41、响应于介质缺失故障，控制电磁阀停止通电和输送泵停止工作；

42、根据预设的物料补偿方法对输液进行补偿。

43、通过采用上述技术方案，在检测到流阻减小状态时，通过暂态异常计数机制对异常信号进行持续确认，使瞬时气泡造成的短暂流阻变化不会被直接判定为介质缺失故障，降低误报警概率，提高缺料检测的准确性。

44、可选的，所述根据预设的物料补偿方法对输液进行补偿，包括：

45、确定介质缺失故障的触发阶段；

46、当介质缺失故障由阀芯吸合阶段触发时，将预设单次定量值确定为待补加量；

47、当介质缺失故障由阀芯保持开启阶段触发时，获取电磁阀停止通电前对应的实际有效通电时长，并根据预设的单次完整出料总时长与实际有效通电时长的差值，确定待补加量；

48、响应于供料恢复信号，根据待补加量确定目标补偿参数；

49、重新启动输送泵与电磁阀，并控制输送泵开启到达目标补偿参数对应的目标补偿时长，以完成当前工作周期对应的补料过程。

50、通过采用上述技术方案，根据介质缺失故障发生于阀芯吸合阶段或者保持开启阶段确定对应的待补加量，使设备能够根据实际缺失的流体量进行针对性补偿，避免固定补料方式造成补料不足或者补料过量，提高了流体定量控制精度。

51、可选的，在清除暂态异常计数器时记录一次气泡扰动事件；

52、在当前工作周期内，获取气泡扰动事件的发生次数；

53、根据气泡扰动事件的累计发生次数确定对应的驱动脉宽修正量；

54、根据驱动脉宽修正量调整当前工作周期对应的目标驱动脉宽。

55、通过采用上述技术方案，检测到单发性暂态气泡时，不仅对暂态异常计数器进行清除，同时记录气泡扰动事件，并根据当前工作周期内气泡扰动事件的累计发生次数确定对应的驱动脉宽修正量，从而将气泡扰动程度转换为电磁阀控制参数，实现对气泡导致的流体输出波动进行补偿。相较于仅将气泡作为异常干扰因素进行排除的方式，能够利用气泡扰动事件的统计结果对后续驱动脉宽进行动态调整，降低因气泡导致的实际出料量不足，提高流体输出量控制的准确性和稳定性。

56、第二方面，本技术提供一种基于电磁阀的流体通道状态检测系统，采用如下的技术方案：

57、一种基于电磁阀的流体通道状态检测系统，包括：

58、获取模块，用于获取驱动电流数值、计时数值；

59、存储器，用于存储所述基于电磁阀的流体通道状态检测方法的程序；

60、处理器，存储器中的程序能够被处理器加载执行且实现所述基于电磁阀的流体通道状态检测方法。

61、通过采用上述技术方案，实时获取电磁阀线圈回路中的驱动电流变化，并基于阀芯吸合总历时与标准吸合时间之间的偏差确定流体通道运行状态，使控制器能够利用电磁阀自身动作特征感知流体通道状态变化，无需额外设置流量计、压力传感器等检测元件，降低了系统结构复杂度。同时，根据检测得到的流体通道运行状态执行对应的调整方法，使液体输送过程能够根据实际运行状态进行动态调整，减少因流体状态异常导致的无效输液或输液不足，提高实际出液量与目标输出量的一致性，从而提高液体利用效率，提高节约液体资源效果。

62、第三方面，本技术提供一种智能终端，采用如下的技术方案：

63、一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述中任一项所述的方法的计算机程序。

64、第四方面，本技术提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有减少液体资源浪费并提高节约液体资源效果的特点，采用如下的技术方案：

65、一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种基于电磁阀的流体通道状态检测方法的计算机程序。

66、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

67、1.实时获取电磁阀线圈回路中的驱动电流变化，并基于阀芯吸合总历时与标准吸合时间之间的偏差确定流体通道运行状态，使控制器能够利用电磁阀自身动作特征感知流体通道状态变化，无需额外设置流量计、压力传感器等检测元件，降低了系统结构复杂度。同时，根据检测得到的流体通道运行状态执行对应的调整方法，使液体输送过程能够根据实际运行状态进行动态调整，减少因流体状态异常导致的无效输液或输液不足，提高实际出液量与目标输出量的一致性，从而提高液体利用效率，提高节约液体资源效果；

68、2.在检测到流体通道存在流阻增大且仍可输出的情况下，根据流阻程度调整电磁阀驱动脉宽，对电磁阀开启时间进行动态补偿，使实际出料量能够随流阻变化进行自适应调整，提高了液体定量输出的稳定性；

69、3.在检测到流阻减小状态时，通过暂态异常计数机制对异常信号进行持续确认，使瞬时气泡造成的短暂流阻变化不会被直接判定为介质缺失故障，降低误报警概率，提高缺料检测的准确性。