酸蓄電池容量的快速檢測(cè)方法與裝置， 具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)本發(fā)明使用寬頻磁波對(duì)電池容量進(jìn)行檢測(cè)，與傳統(tǒng)的方法相比，不需放電、抗干擾、 接收信號(hào)信息豐富，提高了檢測(cè)精度。
[0021] (2)本發(fā)明利用電解液中帶電離子在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生的渦電流，在接收陣元拾取 渦電流引起的磁場(chǎng)、超聲波和紅外信號(hào)，通過(guò)特征分析判斷電解液屬性和密度，聯(lián)合多模信 號(hào)檢測(cè)結(jié)果提高檢測(cè)精度。
[0022] (3)本發(fā)明采用前端檢測(cè)和后端數(shù)據(jù)處理分離的檢測(cè)模式，在數(shù)據(jù)處理端通過(guò)多 模信號(hào)特征分析與識(shí)別可有效利用軟件處理能力提高檢測(cè)精度，降低檢測(cè)端設(shè)備的復(fù)雜 性，便于檢測(cè)端設(shè)備的小型化和輕型化，降低檢測(cè)設(shè)備的制造成本。
[0023] (4)本發(fā)明收發(fā)端不需要接觸電解液，檢測(cè)方便，使用安全。
[0024] (5)本發(fā)明適用于各種工作環(huán)境，移動(dòng)性強(qiáng)，便于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理。 (6)本發(fā)明對(duì)檢測(cè)工作人員的要求降低，使用自動(dòng)識(shí)別代替人工判斷，操作簡(jiǎn)單方便， 能夠快速、準(zhǔn)確地判斷電池容量。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是實(shí)例中的檢測(cè)原理圖； 圖2是四種的檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是實(shí)例中的檢測(cè)流程示意圖。
[0026]
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式 不限于此。需指出的是，以下若有未特別詳細(xì)說(shuō)明之過(guò)程或參數(shù)，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參 照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。
[0028] 本實(shí)施例主要是根據(jù)蓄電池容量檢測(cè)的需求，提出一種鉛酸蓄電池容量的快速檢 測(cè)方法與裝置。本實(shí)例的檢測(cè)原理圖如圖1所示。待檢測(cè)的蓄電池處于工作狀態(tài)，發(fā)射端采 用一個(gè)發(fā)射線圈102,接收端采取多個(gè)傳感器，包括至少1個(gè)磁敏傳感器103、1個(gè)超聲傳感 器104和1個(gè)紅外傳感器105,它們組成接收多模接收陣列。根據(jù)安培環(huán)路定理，寬頻交變 電流通過(guò)發(fā)射線圈會(huì)產(chǎn)生交變感應(yīng)磁場(chǎng)(主磁場(chǎng))，該磁場(chǎng)的磁力線穿透蓄電池外殼后進(jìn)入 電解液。根據(jù)法拉第定律，變化的磁場(chǎng)在電解液表面形成渦電流，渦電流的大小與帶電離子 濃度有關(guān)，在渦電流周?chē)矔?huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)(次磁場(chǎng))，故次磁場(chǎng)強(qiáng)度與帶電離子濃度有關(guān)。 渦電流產(chǎn)生的次磁場(chǎng)會(huì)改變主磁場(chǎng)，渦電流中的帶電離子在主磁場(chǎng)的作用下會(huì)因高頻振動(dòng) 而產(chǎn)生電磁超聲，帶電離子的屬性和數(shù)量決定了電磁超聲的強(qiáng)度和頻率特征。渦電流中大 量離子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生熱量并向外輻射，帶電粒子的屬性和數(shù)量決定了紅外信號(hào)的強(qiáng)度和頻 率特征。在接收端采用合適的傳感器可以拾得上述多模信號(hào)，如：磁敏傳感器、超聲波傳感 器和紅外傳感器等。通過(guò)對(duì)多模信號(hào)的時(shí)域特征和頻域特征進(jìn)行聯(lián)合分析，可以準(zhǔn)確地判 斷電解液中帶電離子的屬性、濃度，進(jìn)而判斷電解液密度，結(jié)合實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可對(duì)蓄電池容 量進(jìn)行反演。
[0029] 本實(shí)例的裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0030] 一種鉛酸蓄電池容量的快速檢測(cè)裝置包括數(shù)據(jù)處理端和檢測(cè)終端；其中數(shù)據(jù)處理 端用于寬頻檢測(cè)信號(hào)的產(chǎn)生、信號(hào)特征提取、檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置與控制、檢測(cè)結(jié)果的存儲(chǔ)、數(shù) 據(jù)通信以及人機(jī)交互；檢測(cè)終端負(fù)責(zé)寬頻磁信號(hào)的發(fā)射、多模信號(hào)的接收和數(shù)據(jù)通信。
[0031] 該檢測(cè)裝置實(shí)施例中的數(shù)據(jù)處理端包括寬頻信號(hào)發(fā)生模塊、特征提取模塊、主控 制器、存儲(chǔ)模塊、人機(jī)交互模塊和通信模塊。其中寬頻信號(hào)發(fā)生模塊負(fù)責(zé)寬頻檢測(cè)信號(hào)的 形成與驅(qū)動(dòng)，根據(jù)蓄電池的大小、形狀和電解液特征，寬頻檢測(cè)信號(hào)的頻率范圍設(shè)定為： 20KHz-2MHz ;特征提取模塊負(fù)責(zé)對(duì)接收的多模信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域的特征分析與識(shí)別，可 得到多模信號(hào)的幅頻特性和相頻特性，從不同角度獲得電解液的屬性、密度及其分布特性 等特征；主控制器負(fù)責(zé)不同模塊之間的調(diào)度，以保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行；存儲(chǔ)模塊用于存 儲(chǔ)檢測(cè)結(jié)果和分類(lèi)特征庫(kù)；人機(jī)交互模塊負(fù)責(zé)人機(jī)交互，用于檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置、控制命令的 輸入及檢測(cè)結(jié)果的輸出；通信模塊負(fù)責(zé)發(fā)射端或者接收端與數(shù)據(jù)處理端之間數(shù)據(jù)和控制信 息的傳遞，可采用有線/無(wú)線通信模式；無(wú)線傳輸單元可以采用的無(wú)線通信方式包括但不 限于：WiFi、GPRS及3G等通信方式。
[0032] 該檢測(cè)裝置實(shí)施例中的檢測(cè)終端包括通信模塊、發(fā)射預(yù)處理模塊、發(fā)射線圈、磁反 射體、接收傳感器陣列和接收處理模塊。其中，通信模塊負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)處理端產(chǎn)生的寬頻檢 測(cè)信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸，可采用有線/無(wú)線通信模式，無(wú)線通信方式包括但不限于：WiFi、GPRS 及3G等通信方式；發(fā)射預(yù)處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)接收的寬頻檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大和D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換 后的信號(hào)用于控制發(fā)射線圈中的電流；發(fā)射線圈1個(gè)，負(fù)責(zé)寬頻磁信號(hào)發(fā)射；鐵磁性材料制 成的磁反射體用于阻擋磁力線的后向逸散，把線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)反射回去，向遠(yuǎn)處推送交變 磁場(chǎng)。接收傳感器陣列由磁敏傳感器、超聲波傳感器和紅外傳感器組成，負(fù)責(zé)多模接收信號(hào) 的拾取，它們按照一定方式排列，組成一個(gè)陣列，接收信號(hào)的中心頻率可以根據(jù)寬頻檢測(cè)信 號(hào)的頻段進(jìn)行調(diào)整；接收處理模塊用于對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)緩存。
[0033] 本實(shí)例的一種鉛酸蓄電池容量的快速檢測(cè)方法，其工作流程如圖3所示，包括以 下步驟： 步驟1 :檢測(cè)裝置的參數(shù)設(shè)置。檢測(cè)過(guò)程中，需要設(shè)置的參數(shù)包括：發(fā)射線圈參數(shù)，包括 發(fā)射驅(qū)動(dòng)方式選擇；寬頻檢測(cè)信號(hào)參數(shù)，包括檢測(cè)信號(hào)波形，信號(hào)強(qiáng)度J，中心頻率接 收傳感器，包括接收磁場(chǎng)/超聲波/紅外信號(hào)帶寬％、％、%，頻率偏移值#，采樣頻率 ^ ;特征提取模塊參數(shù)設(shè)置，包括濾波器的階數(shù)M ;通信模塊參數(shù)的選擇，包括連接方式、 網(wǎng)絡(luò)地址；檢測(cè)結(jié)果顯示參數(shù)設(shè)置，包括顯示模式（包括三維立體模型、二維圖像或一維波 形形式顯示）、顯示精度；。
[0034] 步驟2 :裝置設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)。該步驟所檢測(cè)的狀態(tài)包括：發(fā)射線圈的連接狀 態(tài)，檢測(cè)終端與數(shù)據(jù)處理端的連接狀態(tài)，接收傳感器陣列的連接狀態(tài)，通信模塊的連接與在 線狀態(tài)，檢測(cè)裝置電源容量狀態(tài)；其中只有在上述裝置設(shè)備狀態(tài)均為正常運(yùn)行的情況下，才 能夠進(jìn)行下一步的操作；如有設(shè)備出現(xiàn)故障錯(cuò)誤狀態(tài)，則在人機(jī)交互平臺(tái)提示錯(cuò)誤信息，結(jié) 束當(dāng)前檢測(cè)工作流程。
[0035] 步驟3 :檢測(cè)前的增益校準(zhǔn)。其中增益校準(zhǔn)方式包括兩種：手動(dòng)增益與自動(dòng)增益； 手動(dòng)增益校準(zhǔn)方式由檢測(cè)人員根據(jù)電解液屬性設(shè)置各種增益參數(shù)；自動(dòng)增益校準(zhǔn)方式則是 在檢測(cè)對(duì)象獲得一定的樣本后，由數(shù)據(jù)處理端自動(dòng)估算檢測(cè)對(duì)象的各種增益參數(shù)；其中增 益參數(shù)包括電解液的磁導(dǎo)率，各個(gè)頻率點(diǎn)的增益大小，帶通濾波頻率帶寬。
[0036] 步驟4 :寬頻檢測(cè)信號(hào)的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)處理端的寬頻信號(hào)發(fā)生模塊根據(jù)步驟1所設(shè) 置的寬頻檢測(cè)信號(hào)參數(shù)產(chǎn)生寬頻檢測(cè)信號(hào)。
[0037] 步驟5 :磁信號(hào)發(fā)射。檢測(cè)終端的通信模塊負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)處理端產(chǎn)生的寬頻檢測(cè) 信號(hào)，這個(gè)接收信號(hào)在預(yù)處理模塊中進(jìn)行放大和D/A轉(zhuǎn)換，然后控制發(fā)射線圈的電流，該線 圈中的交變電流信號(hào)會(huì)在線圈周?chē)a(chǎn)生交變磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)磁信號(hào)的發(fā)射，磁反射體用于阻擋 磁力線的后向逸散，把線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)反射回去，向遠(yuǎn)處推送交變磁場(chǎng)。
[0038] 步驟6 :多模信號(hào)接收。根據(jù)步驟1設(shè)置的傳感器參數(shù)拾取多模接收信號(hào)