[发明专利]基于单点多只传感器的船闸运行动态水位监测方法

权利要求书

1.基于单点多只传感器的船闸运行动态水位监测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将多个光纤光栅传感器以一定间距串联在同一根光纤上，光纤尾部串联气压传感器作为气压补偿，形成光纤光栅传感器组；

步骤2：将多个光纤光栅传感器分别布置，并通过配线盒(2)将光纤接入光缆；

步骤3：经温度补偿后的各光纤传感器检测的光信号以及气压补偿传感器的光信号通过光缆传送至光纤光栅解调器，并通过解调器将光信号转换为电信号；

步骤4：光纤光栅解调器处理过的电信号通过串口通信传至中央处理系统CPU处理器，计算得出各传感器所测压力值；

步骤5：利用各传感器组中的气压补偿传感器所测得的气压值对各组传感器压力值进行修正，并计算得出测量点1#、测量点2#、测量点3#、测量点4#不同水深下的各传感器水位值，分别为H11、H12、H13，H21、H22、H23，H31、H32、H33，H41、H42、H43；

步骤6：根据格拉布斯准则，剔除测量点误差较大的传感器测量值，再采用均值法可以计算出测量点1#、测量点2#、测量点3#、测量点4#的有效水位值H1、H2、H3、H4；

步骤7：通过对H1、H2采用均值法计算出上游闸室A的水位值HA；对H3、H4采用均值法计算出下游闸室B的水位值HB。

2.根据权利要求1所述基于单点多只传感器的船闸运行动态水位监测方法，其特征在于还包括：

步骤8：输水阀门D开阀运行前，水位监测系统对上游闸室A的水位值HA与下游闸室B的水位值HB进行差值运算，再将所得差值与判定值进行布尔运算；当HA-HB＜△₁时，得出布尔量“0”；当HA-HB≥△₁时，得出布尔量“1”；其中，△₁为开阀控制判定值；该布尔量通过外设接口传输至船闸控制系统，作为输水阀门开启的必要条件；

步骤9：输水阀门D开启后，水位监测系统对上游闸室A的水位值HA与下游闸室B的水位值HB进行差值运算，再将所得差值与判定值进行布尔运算；当HA-HB≤△₂时，得出布尔量“1”；当HA-HB△₂时，得出布尔量“0”；其中，△₂为关阀控制判定值；该布尔量通过外设接口传输至船闸控制系统，控制输水阀门关阀运行；

步骤10：在输水过程中，水位监测系统对上游闸室A的各传感器值与下游闸室B的各传感器值进行差值运算，再将所得差值与判定值进行布尔运算；当H11-H31≤△₃时，得出布尔量“1”；当H11-H31△₃时，得出布尔量“0”；其中，△₃为开闸门控制判定值；同理，测量点1#与测量点3#、测量点2#与测量点3#、测量点1#与测量点4#、测量点2#与测量点4#的各传感器水位值进行差值运算和布尔运算，共可得出36个布尔量；根据步骤6，对于误差较大的传感器测量值不予采集，以确保水位控制信号的可靠性；

步骤11：通过“举手表决”法，水位监测系统对步骤10得出的36个布尔量进行“表决”：当布尔量“1”数量大于布尔量“0”时，则判定此次运算结果为“1”；当布尔量“1”数量小于布尔量“0”时，则判定此次运算结果为“0”；

步骤12：通过外设接口，步骤11判定的最终布尔量传输至船闸控制系统，控制闸门开闸运行；

步骤13：PC端通过串口通信连接CPU处理器，动态显示各传感器H11、H12、H13，H21、H22、H23、H31、H32、H33、H41、H42、H43水位值，各测量点H1、H2、H3、H4水位值，闸室HA、HB水位值，以及船闸运行所需的各项水位值和水位控制信号信息。