可信度输出的物位测量系统及物位测量方法与流程

1.本公开涉及一种测量装置，尤其是一种可信度输出的物位测量系统及物位测量方法。


背景技术：

2.现有的仪器仪表的可靠性主要是针对硬件和软件系统运行的可靠性来体现。例如，压力或者电容原理的液位计只有一个测量数据，一般只要硬件和软件系统没有故障，硬件和软件系统的自检功能正常，即可以认为仪表在可靠运行，此时仪表所输出的测量数据就是可信的，一旦硬件或者软件系统出现故障，则输出开关量或者4-20ma电流超限报警信号即可。
3.但是对于雷达、声波、磁致伸缩等基于多回波处理的测量的仪表，通过分析计算接收的发射回波信息来获得物位信息，但在实际情况中，在使用时只靠硬件和软件系统的检测是远远不够的，会出现软件系统及硬件都工作正常，但是由于测量范围内出现多个反射回波，很难保证测量系统准确或稳定的从众多回波信号中识别出物位回波，这样就存在物位输出值不准确的概率，从而影响客户的使用，因此，对于多回波处理类的仪表，仅基于硬件和软件的可靠性来得到测量值是不能满足需求的。
4.目前市场上的雷达物位计均是单输出的雷达物位计，即仅输出物位值，并不对输出的物位值的可信度值进行计算分析及显示，这种雷达物位计无法满足一些对测量的可靠性要求很高的场所的使用要求。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种可信度输出的物位测量系统及物位测量方法。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种可信度输出的物位测量系统，其包括：
7.至少两个测量装置，每个测量装置均获得及输出待测物体的物位位置数据以及该物位位置数据的可信度数据；以及
8.判决装置，所述判决装置将测量装置所输出的可信度数据与预设阈值进行比较，所述判决装置根据可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所输出的物位位置数据确定待测物体的物位数据。
9.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，当所有测量装置所输出的可信度数据均小于预设阈值时，输出报警信号。
10.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，当所有测量装置中只有一个测量装置输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所对应的物位位置数据作为待测物体的物位数据；当所有测量装置中的至少两个测量装置所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所对应的物位位置数据的平均值作为待测物体的物位数据。
11.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，当测量装置所输出的可信度数据小于预设阈值时，对当前测量装置进行持续故障计数；当测量装置的持续故障计数大于等于预设值时，输出报警信号。
12.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，当测量装置所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，将当前测量装置的持续故障计数清零。
13.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，根据用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的特征的差异而获得所述可信度数据。
14.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，所述特征选择回波的波形、幅度、宽度、波形斜率、距离、距离的波动、连续跟随时间、移动速度、移动距离和移动方向中的至少一个。
15.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，所述特征的差异包括：特征之间的差距和/或特征之间的比例关系。
16.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，当通过多个特征获得可信度数据时，所述可信度数据为通过某一特征所得到的初始可信度数据的加权平均值。
17.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量系统，还包括显示装置，用于显示每个测量装置对应的物位位置数据、可信度数据、持续故障计数、报警信号以及确认的物位数据。
18.根据本公开的另一方面，提供一种可信度输出的物位测量方法，其包括：
19.测量装置发射测量信号以及接收回波信号，从接收的多个回波信号中选取一个回波信号作为物位回波；
20.测量装置根据选取的物位回波计算分析，以获得及输出待测物体的物位位置数据以及选取的物位回波对应物位位置数据的可信度数据，其中，所述测量装置的数量为至少两个；以及
21.将测量装置所输出的可信度数据与预设阈值进行比较，根据可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所输出的物位位置数据确定待测物体的物位数据。
22.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，当所有测量装置所输出的可信度数据均小于预设阈值时，输出报警信号。
23.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，当所有测量装置中只有一个测量装置输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所对应的物位位置数据作为待测物体的物位数据；当所有测量装置中的至少两个个测量装置所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所对应的物位位置数据的平均值作为待测物体的物位数据。
24.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，当测量装置所输出的可信度数据小于预设阈值时，对当前测量装置进行持续故障计数；当测量装置的持续故障计数大于等于预设值时，输出报警信号。
25.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，当测量装置所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，将当前测量装置的故障计数清零。
26.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，根据选取的用于计算待测物体的物位位置数据的物位回波与其他的回波的特征的差异而获得所述可信度数据。
27.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，所述特征选择回波的波形、幅度、宽度、波形斜率、距离、距离的波动、连续跟随时间、移动速度、移动距离和移动方向中的至少一个。
28.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，所述特征的差异包括：特征之间的差距和/或特征之间的比例关系。
29.根据本公开至少一个实施方式所述的可信度输出的物位测量方法，当通过多个特征获得可信度数据时，所述可信度数据为通过某一特征所得到的初始可信度数据的加权平均值。
附图说明
30.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
31.图1是根据本公开的一个实施方式的可信度输出的物位测量系统中测量装置及判决装置的结构示意图。
32.图2是根据本公开的一个实施方式的可信度输出的物位测量系统中的显示装置的结构示意图。
33.图3是根据本公开的一个实施方式的可信度输出的物位测量方法的结构示意图。
34.图中附图标记具体为：
35.100物位测量系统
36.110测量装置
37.120判决装置
38.130显示装置。
具体实施方式
39.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
41.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
42.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性
质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
43.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
44.为了描述性目的，本公开可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
45.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。图1是根据本公开的一个实施方式的物位测量系统100中的测量装置以及判决装置的结构示意图。
46.如图1所示，本公开的物位测量系统100，包括：测量装置110和判决装置120。
47.所述测量装置110的数量优选为至少两个，每个测量装置110均获得及输出待测物体的物位位置数据以及该物位位置数据的可信度数据，即现有技术中的测量装置110输出结果一般包括待测物体的物位位置数据，但是本公开中，所述测量装置110的输出结果包括一个数组，该数组中不仅包括待测物体的物位位置数据，还包括该物位位置数据的可信度数据，并通过该可信度数据为最终的测量结果提供依据。
48.当然，所述测量装置110的数量也可以为1个，当所述测量装置110为一个时，所述测量装置110所输出的结果中也包括待测物体的物位位置数据和可信度数据，并且当可信度数据大于等于预设阈值时，认为该物位位置数据可信，并将该物位位置数据作为最终的物位数据输出，当可信度数据小于预设阈值时，认为该物位位置数据不可信，丢弃该物位位置数据即可。
49.在所述判决装置120中设定一个预设阈值，所述判决装置120将测量装置110所输
出的可信度数据与预设阈值进行比较，所述判决装置120根据可信度数据大于等于预设阈值的测量装置110所输出的物位位置数据确定待测物体的物位数据。
50.例如，当所有测量装置110所输出的可信度数据均小于预设阈值时，输出报警信号；也就是说，此时，所有测量装置110所输出的物位位置数据均是不可靠的，也说明了物位测量系统本身存在问题，需要提示使用者，并进行人工干预，例如通过使用者目测物位数据，避免发生危险。而且此种情况下，使用者也需要对物位测量系统进行维修或者替换。
51.另一方面，当所有测量装置110中只有一个测量装置110输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所对应的物位位置数据作为待测物体的物位数据；当所有测量装置110中的至少两个测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置110所对应的物位位置数据的平均值作为待测物体的物位数据。
52.例如，当测量装置110中的一个测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值，并且，其他的测量装置110所输出的可信度数据均小于预设阈值时，以该大于等于预设阈值的可信度所对应的测量装置110所对应的物位位置数据作为最终的物位数据。
53.也就是说，此时，测量装置110中只有一个测量装置110所输出的物位位置数据是可信的，其他测量装置110中所输出的物位位置数据是不可信的，以该可信的物位位置数据作为最终的检测结果。
54.而且，当测量装置110中至少存在两个测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，判决装置120以大于等于预设阈值的可信度数据所对应的物位位置数据的平均值作为待测物体的物位数据；其中，所述平均值可以为算术平均值，也可以为加权平均值。
55.当所述平均值为加权平均值时，可信度数据较大的物位位置数据所对应的权重相应也较高。
56.当测量装置110所输出的可信度数据小于预设阈值时，对当前测量装置110进行持续故障计数；当测量装置110的持续故障计数大于等于预设值时，输出报警信号。
57.针对于持续故障计数不为零的测量装置110，当该测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，将当前测量装置110的持续故障计数清零。
58.本公开中，根据用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的特征的差异而获得所述可信度数据，也就是说，该可信度数据用于表达用于计算待测物体的物位位置数据的回波选取的正确性。
59.其中，所述特征选择回波的波形、幅度、宽度、波形斜率、距离、距离的波动、连续跟随时间、移动速度、移动距离和移动方向中的至少一个。
60.而且，所述特征的差异包括：特征之间的差距和/或特征之间的比例关系。
61.例如，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的幅度进行比较，将幅度的差距作为计算可信度数据的依据。
62.或者，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的之间的距离进行对比，将距离的差距作为计算可信度数据的依据。
63.或者，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波进行跟随，将跟随的时间作为计算可信度数据的依据。
64.或者，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的历史信息进行对比，所述历史信息的波形、幅度、宽度、波形斜率、距离、距离的波动、连续跟随时间、移动速度、移动距离、移动方向等信息，将历史信息的差距作为计算可信度数据的依据。
65.当通过多个特征获得可信度数据时，所述可信度数据为通过某一特征所得到的初始可信度数据的加权平均值。
66.根据本公开至少一个实施方式，可以对可信度数据进行归一化处理，并通过电压、电流形式或者通信模块向外输出。
67.图2是根据本公开的一个实施方式的可信度输出的物位测量系统100中的显示装置130的结构示意图。
68.如图2所示，物位测量系统100还包括显示装置130，用于显示每个测量装置对应的物位位置数据、可信度数据、持续故障计数、报警信号以及确认的物位数据，以便操作者更直观的了解测量装置110的工作状态以及系统的测量结果，同时根据显示装置130的显示信息，可以判断是否存在某个或某些测量装置110，相对来说出现测量不准确的情况较多或测量值与确认的物位数据相差较大，以便及时的对该个或该些测量装置进行替换、维修或检查，以便提高物位测量系统的最终测量精度。
69.图3是根据本公开的一个实施方式的可信度输出的物位测量方法的结构示意图。
70.如图3所示，本公开的物位测量方法200，包括：202、测量装置110发射测量信号以及接收回波信号，测量装置110从接收的多个回波信号中选取一个回波信号作为物位回波；204、测量装置110根据选取的物位回波计算分析，以获得及输出待测物体的物位位置数据以及选取的物位回波对应物位位置数据的可信度数据，其中，所述测量装置110的数量为至少两个；以及206、将测量装置110所输出的可信度数据与预设阈值进行比较，根据可信度数据大于等于预设阈值的测量装置110所输出的物位位置数据确定待测物体的物位数据。
71.所述测量装置110的数量优选为至少两个，每个测量装置110均获得待测物体的物位位置数据以及该物位位置数据的可信度数据，即现有技术中的测量装置110输出结果一般包括待测物体的物位位置数据，但是本公开中，所述测量装置110的输出结果包括一个数组，该数组中不仅包括待测物体的物位位置数据，还包括该物位位置数据的可信度数据，并通过该可信度数据为最终的测量结果提供依据。
72.当然，所述测量装置110的数量也可以为1个，当所述测量装置110为1个时，所述测量装置110所输出的结果中也包括待测物体的物位位置数据和可信度数据，并且当可信度数据大于等于预设阈值时，认为该物位位置数据可信，并将该物位位置数据作为最终的物位位置数据输出，当可信度数据小于预设阈值时，认为该物位位置数据不可信，丢弃该物位位置数据即可。
73.所述判决装置120将测量装置110所输出的可信度数据与预设阈值进行比较，所述判决装置120根据可信度数据大于等于预设阈值的测量装置110所输出的物位位置数据获得待测物体的物位数据。
74.例如，当所有测量装置110所输出的可信度数据均小于预设阈值时，输出报警信号；也就是说，此时，所有测量装置110所输出的物位位置数据均是不可靠的，也说明了物位测量系统本身存在问题，需要提示使用者，并进行人工干预，例如通过使用者目测物位数据，避免发生危险。而且此种情况下，使用者也需要对物位测量系统进行维修或者替换。
75.另一方面，当所有测量装置110中只有一个测量装置110输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置所对应的物位位置数据作为待测物体的物位数据；当所有测量装置110中的至少两个测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，以输出的可信度数据大于等于预设阈值的测量装置110所对应的物位位置数据的平均值作为待测物体的物位数据。
76.例如，当测量装置110中的一个测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值，并且，其他的测量装置110所输出的可信度数据均小于预设阈值时，以该大于等于预设阈值的可信度所对应的测量装置110所对应的物位位置数据作为最终的物位数据。
77.也就是说，此时，测量装置110中只有一个测量装置110所输出的物位位置数据是可信的，其他测量装置110中所输出的物位位置数据是不可信的，以该可信的物位位置数据作为最终的检测结果。
78.而且，当测量装置110中至少存在两个测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，判决装置120以大于等于预设阈值的可信度数据所对应的物位位置数据的平均值作为待测物体的物位数据；其中，所述平均值可以为算术平均值，也可以为加权平均值。
79.当所述平均值为加权平均值时，可信度数据较大的物位位置数据所对应的权重相应也较高。
80.当测量装置110所输出的可信度数据小于预设值时，对当前测量装置110进行持续故障计数；当测量装置110的持续故障计数大于等于预设值时，输出报警信号。
81.针对于持续故障计数不为零的测量装置110，当该测量装置110所输出的可信度数据大于等于预设阈值时，将当前测量装置110的持续故障计数清零。
82.本公开中，根据用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的特征的差异而获得所述可信度数据，也就是说，该可信度数据用于表达回波判决的正确性。
83.其中，所述特征选择回波的波形、幅度、宽度、波形斜率、距离、距离的波动、连续跟随时间、移动速度、移动距离和移动方向中的至少一个。
84.而且，所述特征的差异包括：特征之间的差距和/或特征之间的比例关系。
85.例如，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的幅度进行比较，将幅度的差距作为计算可信度数据的依据。
86.或者，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的之间的距离进行对比，将距离的差距作为计算可信度数据的依据。
87.或者，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波进行跟随，将跟随的时间作为计算可信度数据的依据。
88.或者，将用于计算待测物体的物位位置数据的回波与其他的回波的历史信息进行对比，所述历史信息的波形、幅度、宽度、波形斜率、距离、距离的波动、连续跟随时间、移动速度、移动距离、移动方向等信息，将历史信息的差距作为计算可信度数据的依据。
89.当通过多个特征获得可信度数据时，所述可信度数据为通过某一特征所得到的初始可信度数据的加权平均值。
90.根据本公开至少一个实施方式，可以可信度数据进行归一化处理，并通过电压、电流形式或者通信模块向外输出。
91.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
92.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
93.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。