[发明专利]一种铅酸蓄电池容量的快速检测方法与装置

权利要求书

1.一种铅酸蓄电池容量的快速检测方法，其特征在于利用通电线圈在蓄电池上施加交变磁场，应用磁敏传感器、超声波传感器和红外传感器对感应磁场和涡电流形成的电磁超声、红外信号进行接收，利用信号处理方法对多模接收信号的时频特性进行分析和识别，进而对电解液中带电粒子属性、电解液浓度进行判断，结合实验统计结果对蓄电池容量进行反演而实现快速检测。

2.实现权利要求1所述一种铅酸蓄电池容量的快速检测装置，其特征在于包括数据处理端和检测终端；数据处理端用于宽频信号的产生、信号特征提取、检测参数的设置与控制、检测结果的存储、数据通信以及人机交互；检测终端负责宽频磁信号的发射、多模信号的接收和数据通信。

3.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池容量的快速检测装置，其特征在于所述检测终端包括通信模块、发射预处理模块、发射线圈、磁反射体、接收传感器阵列和接收处理模块；其中，通信模块负责接收数据处理端产生的宽频检测信号，采用有线/无线通信模式；发射预处理模块负责对接收的宽频检测信号进行放大和D/A转换，转换后的信号用于控制发射线圈中的电流；发射线圈负责磁信号发射；铁磁性材料制成的磁反射体用于阻挡磁力线的后向逸散，把线圈产生的磁场反射回去，向远处推送交变磁场；接收传感器阵列由磁敏传感器、超声波传感器和红外传感器组成，负责对发射点周围的多模接收信号的拾取，接收信号的中心频率根据宽频检测信号的频段进行调整；接收处理模块用于对检测信号进行放大、A/D转换和数据缓存；

所述数据处理端包括宽频信号发生模块、特征提取模块、主控制器、存储模块、人机交互模块和通信模块，其中，宽频信号发生模块负责宽频检测信号的产生，其中宽频检测信号的中心频率能根据检测深度及分辨率要求综合考虑进行选择；特征提取模块负责对接收的多模信号进行时域和频域的特征分析与识别；主控制器负责数据处理端个构成模块之间的工作调度，保证整个装置正常运行；存储模块用于存储检测结果和分类特征库；人机交互模块负责人机交互，用于检测参数的设置、控制命令的输入及检测结果的输出；通信模块负责发射端或者接收端与数据处理端之间数据和控制信息的传递，采用有线/无线通信模式。

4.利用权利要求3所述快速检测装置的铅酸蓄电池容量的快速检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：检测装置的参数配置；设置的参数包括：发射线圈参数、宽频检测信号参数、接收传感器参数、特征提取模块参数、通信模块参数和检测结果显示参数；

步骤2：装置设备状态的自动检测；所检测的状态包括：发射线圈的连接状态，检测终端与数据处理端的连接状态，接收传感器阵列的连接状态，通信模块的连接与在线状态，检测装置电源容量状态；

步骤3：检测前的增益校准；其中增益校准方式包括两种：手动增益校准与自动增益校准；手动增益校准方式由检测人员根据电解液属性设置各种增益参数；自动增益校准方式则是在获得检测对象样本后，由数据处理端自动估算检测对象的各种增益参数；

步骤4：宽频检测信号的产生；数据处理端的宽频信号发生模块根据步骤1所设置的宽频检测信号参数产生宽频检测信号；

步骤5：磁信号发射；检测终端的通信模块负责接收数据处理端产生的宽频检测信号，并在发射预处理模块中进行放大和D/A转换，然后控制发射线圈的电流，线圈中的交变电流信号在线圈周围产生交变磁场，实现磁信号的发射，磁反射体用于阻挡磁力线的后向逸散，把线圈产生的磁场反射回去，向远处推送交变磁场；

步骤6：多模信号接收；根据步骤1设置的传感器参数拾取多模接收信号，这些信号经过放大和A/D转换后保存在数据缓存单元，并通过通信模块发送到数据处理端；

步骤7：根据宽频检测信号和从检测终端获取的接收信号进行特征提取；

步骤8：联合多模接收信号的时频特性，对信道所处电解液属性、离子浓度及其分布进行分析和判断；

步骤9：根据电解液离子浓度对蓄电池容量进行估算并在人机交互平台中显示。