储气罐输出气体流量的检测方法及装置
技术领域
本发明涉及气体流量检测领域，尤其是涉及一种储气罐输出气体流量的检测方法及装置。
背景技术
制氧机是指利用分子筛变压吸附原理，通过吸附氮气和其他气体组分来提高氧气浓度的设备，在设备工作时，通常向一个装有分子筛的密闭吸附塔注入压缩空气致使吸附塔内的压力随之升高，其中的分子筛随着环境压力的升高大量吸附压缩空气中的氮气，而压缩空气中的氧气则仍然以气体形式存在，并经一定的管道被收集起来，在实际使用时，为确保氧气持续稳定的产出，需要掌握制氧机的输出气体流量参数。
目前，针对制氧机一类的储气罐输出气体流量的检测通常采用两种方式，一种是通过流量传感器来检测气体流量，另一种是通过压力传感器和弹簧相组合的方式来检测气体流量，然而，采用流量传感器来检测气体的流量会增加储气罐的制造成本，此外，采用传感器和弹簧相组合的方式来检测气体流量，会使弹簧安装于储气罐内，增加了储气罐的组成部件，导致储气罐的内部结构复杂，且占用空间加大，不便于携带。
发明内容
本发明提供了一种储气罐输出气体流量的检测方法及装置，主要在于能够对储气罐输出气体的流量进行检测，同时简化储气罐的结构，减小了储气罐的占用空间和重量，也降低了储气罐的制造成本。
根据本发明的第一个方面，提供一种储气罐输出气体流量的检测方法，包括：
获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；
根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
根据本发明的第二个方面，提供一种储气罐输出气体流量的检测装置，包括：
获取单元，用于获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；
检测单元，用于根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
根据本发明的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；
根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
根据本发明的第四个方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；
根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
本发明提供的一种储气罐输出气体流量的检测方法及装置，与目前通过压力传感器和弹簧组合检测储气罐输出气体流量的方式相比，本发明能够获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量，从而能够对储气罐输出气体的流量进行检测，提高储气罐输出气体的流量检测精度，并能够简化储气罐的内部结构，减小了储气罐的占用空间和重量，同时降低了储气罐的制造成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的一种储气罐输出气体流量的检测方法流程图；
图2示出了本发明实施例提供的另一种储气罐输出气体流量的检测方法流程图；
图3示出了本发明实施例提供的一种储气罐输出气体流量的检测装置的结构示意图；
图4示出了本发明实施例提供的另一种储气罐输出气体流量的检测装置的结构示意图；
图5示出了本发明实施例提供的一种嵌入式设备的实体结构示意图；
图6示出了本发明实施例提供的储气罐的压力变化曲线。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如背景技术，目前，针对制氧机一类的储气罐输出气体流量的检测通常采用两种方式，一种是通过流量传感器来检测气体流量，另一种是通过压力传感器和弹簧相组合的方式来检测气体流量，然而，采用流量传感器来检测气体的流量会增加储气罐的制造成本，此外，采用传感器和弹簧相组合的方式来检测气体流量，会使弹簧安装于储气罐内，增加了储气罐的组成部件，导致储气罐的内部结构复杂，且占用空间加大，不便于携带。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种储气罐输出气体流量的检测方法，如图1所示，所述方法包括：
101、获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值。
其中，储气罐的气罐容积可以根据储气罐设备上标注的气罐容积确定，储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数为常数，其代表电磁阀通过气体流量的能力，通过测量电磁阀在稳定压力下的流量，确定电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，例如，该储气罐可以为制氧机，制氧机的气罐容积为72ml，制氧机的电磁阀与制氧机出气口直径的流量系数为0.086，此外，可以根据制氧机不同档位的呼吸频率，确定制氧机的喷气时间，即制氧机的喷氧时间，该喷氧时间可以为60ms-450ms，进一步地，制氧机开阀后，每隔预设时间间隔利用压力传感器和温度传感器采集制氧机的气罐压力值和气体温度值，例如，开阀后每隔10ms利用压力传感器和温度传感器采集气罐压力值和温度值，得到一组气罐压力值为183.4，170.8，159.9，148.9，137.9，129.5，120.8，111.4，103.9，96.5，压力单位为kpa，得到的一组气体温度值为25.2，25.9，25.3，25.7，25.8，25.2，25.6，25.8，25.4，25.1，温度单位为摄氏度。需要说明的是，本发明实施例中的储气罐可以为但不局限于制氧机。
102、根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
对于本发明实施例，首先利用压力传感器采集储气罐开阀前的气罐压力值，具体地，可以在储气罐开阀前1s，每隔100ms利用压力传感器采集气罐压力值，由此得到一组开阀前的气罐压力值，并计算该组气罐压力值的平均值，将该组气罐压力值的平均值确定为储气罐开阀前的气罐压力值，例如，计算得到的开阀前的气罐压力值为193.7kpa，进一步地，根据开阀前的气罐压力值和开阀后采集的一组气罐压力值，绘制储气罐的压力变化曲线，如图6所示，横坐标为喷气时间，单位为ms，纵坐标为气罐压力值，单位为kpa，同时测量当地的气压值，例如当地的气压值为100pka，如图6所示，计算储气罐的压力变化对喷气时间的积分，具体地，任意相邻两个气罐压力值与当地大气气压值围成梯形，11个气罐压力值与当地大气气压值共形成10个梯形，分别计算10个梯形的面积，例如，相邻两个气罐压力值分别为193.7和183.4，测量的当地的气压值为100kpa，由此得出相邻两个气罐压力值与当地的气压值组成梯形的面积为
其中，L为储气罐的容积，C为储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，T为气体温度的平均值，273.15+T为热力学温度，单位为K，P0为当地大气气压值，Pn代表各个气罐压力值，Δt代表采集气罐压力值的预设时间间隔，最终得到的储气罐输出气体流量为标准公升每分钟流量(SLPM)，即L/min，由此可知，本发明实施例与压力传感器和弹簧组合检测气体流量的方式相比，气体流量的检测精度更高，由于不需要弹簧简化了储气罐的内部结构，减小了储气罐的体积和重量。
本发明实施例提供的一种储气罐输出气体流量的检测方法，与目前通过压力传感器和弹簧组合检测储气罐输出气体流量的方式相比，本发明能够获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量，从而能够对储气罐输出气体的流量进行检测，提高储气罐输出气体的流量检测精度，并能够简化储气罐的内部结构，减小了储气罐的占用空间和重量，同时降低了储气罐的制造成本。
进一步的，为了更好的说明上述检测储气罐输出气体流量的过程，作为对上述实施例的细化和扩展，本发明实施例提供了另一种储气罐输出气体流量的检测方法，如图2所示，所述方法包括：
201、获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的喷气时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值。
其中，储气罐设备上标注有气罐容积，储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数为常数，在标准大气压下，完全打开电磁阀预测其流量，由此确定电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，进一步地，在储气罐开阀后每隔预设时间间隔利用压力传感器采集储气罐的气罐压力值，同时利用温度传感器采集储气罐的气体温度值，例如，在储气罐开阀后，每隔10ms利用压力传感器采集气罐压力值，采集到10个储气罐的气罐压力值，同时每隔10ms利用温度传感器采集气体温度值，采集到10个储气罐的气体温度值，需要说明的是，采集气罐压力和气体温度的预设时间间隔可以为任意时间间隔，本发明不做具体限定，但为了确保气罐压力值和气体温度值的采集精度，预设时间间隔不宜过长。
202、根据开阀后采集的各个气罐压力值和所述开阀时间，确定所述储气罐的压力变化曲线。
对于本发明实施例，为了绘制储气罐的压力变化曲线，步骤202具体包括：获取所述储气罐所处的当地大气气压值和开阀前所述储气罐的气罐压力值；根据开阀后采集的各个气罐压力值、开阀前所述储气罐的气罐压力值和所述开阀时间，确定所述储气罐的压力变化曲线。具体地，根据开阀后采集的各个气罐压力值和确定的开阀前的气罐压力值，绘制储气罐的压力变化曲线，如图6所示，横坐标为储气罐的喷气时间，纵坐标为储气罐的气罐压力值，例如，开阀前的气罐压力值和开阀后采集的各个气罐压力值为193.7，183.4，170.8，159.9，148.9，137.9，129.5，120.8，111.4，103.9，96.5。此外，为了确定开阀前储气罐的气罐压力值，所述获取开阀前所述储气罐的气罐压力值包括：获取开阀前每隔第一预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值；根据开阀前采集的各个气罐压力值，计算所述各个气罐压力值的平均值，并将所述各个气罐压力值的平均值确定为开阀前所述储气罐的气罐压力值。以制氧机为例，在制氧机开阀前，每隔第一预设时间间隔利用压力传感器采集制氧机的气罐压力值，并计算开阀前采集的各个气罐压力值的平均值，将该平均值确定为开阀前制氧机的气罐压力值，例如，在开阀前1s，每隔100ms利用压力传感器采集制氧机的气罐压力值，得到开阀前采集的10个气罐压力值为192.8，193.1，193.5，192.9，193.9，194.0，193.3，193.2，193.6，192.5，计算采集的气罐压力值的平均值为193.3kpa，由此得到开阀前制氧机的气罐压力值为193.3kpa。
203、根据所述压力变化曲线、所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
对于本发明实施例，为了确定储气罐输出气体的流量，同时提高储气罐输出气体的流量检测精度，步骤203具体包括：获取开阀前所述储气罐的气体温度值；根据开阀后采集的各个气体温度值和开阀前所述储气罐的气体温度值，计算气体温度的平均值；分别计算所述压力变化曲线上任意相邻两个气罐压力值与所述当地大气气压值围成的压力变化面积，并计算各个压力变化面积之和；根据所述各个压力变化面积之和、所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数和所述气体温度的平均值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。进一步地，为了确保获取的开阀前气体温度值的精度，所述获取开阀前所述储气罐的气体温度值包括：获取开阀前每隔第二预设时间间隔采集的所述储气罐的气体温度值，并计算开阀前采集的各个气体温度值的平均值；将开阀前采集的各个气体温度值的平均值，确定为开阀前所述储气罐的气体温度值。具体地，在储气罐开阀前，每隔第二预设时间间隔利用温度传感器采集储气罐的气体温度值，并计算开阀前采集的各个气体温度值的平均值，将该平均值确定为开阀前储气罐的气体温度值，例如，在开阀前1s，每隔100ms利用温度传感器采集储气罐的气体温度值，得到开阀前采集的10个气体温度值，最终将10个气体温度值的平均值作为开阀前储气罐的气体温度值，进一步地，计算开阀后采集的各个气体温度值和开阀前气体温度值的平均值，即得到最终的气体温度的平均值。此外，为了确定储气罐的压力变化对喷气时间的积分，具体地，如图6所示，任意相邻的两个气罐压力值与当地大气气压值围成梯形，分别计算任意相邻的两个气罐压力值与当地大气气压值围成梯形的面积，即压力变化面积，并将各个梯形面积之和拟合成储气罐的压力变化对喷气时间的积分，例如，开阀前的气罐压力值和开阀后采集的各个气罐压力值为193.7，183.4，170.8，159.9，148.9，137.9，129.5，120.8，111.4，103.9，96.5，当地的气压值为100kpa，由此计算出10个梯形面积分别为885.5，771，653.5，544，434，337，251.5，161，76.5，37，并将各个梯形的面积之和拟合为储气罐的压力变化对喷气时间的积分。进一步地，根据计算的各个压力变化面积之和、储气罐的容积、储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数和气体温度的平均值，计算该开阀时间对应的储气罐输出气体的流量，具体的储气罐输出气体的流量为:
其中，L为储气罐的容积，C为储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，T为气体温度的平均值，273.15+T为热力学温度，单位为K，P0为当地大气气压值，Pn代表各个气罐压力值，Δt代表采集气罐压力值的预设时间间隔，例如，喷气时间为100ms，则最终得到的是喷气100ms输出的气体流量。
本发明实施例提供的一种储气罐输出气体流量的检测方法，与目前通过压力传感器和弹簧组合检测储气罐输出气体流量的方式相比，本发明能够获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量，从而能够对储气罐输出气体的流量进行检测，提高储气罐输出气体的流量检测精度，并能够简化储气罐的内部结构，减小了储气罐的占用空间和重量，同时降低了储气罐的制造成本。
进一步地，作为图1的具体实现，本发明实施例提供了一种储气罐输出气体流量的检测装置，如图3所示，所述装置包括：获取单元31和检测单元32。
所述获取单元31，可以用于获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的喷气时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值。所述获取单元31是本装置中获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的喷气时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值的主要功能模块。
所述检测单元32，可以用于根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。所述检测单元32是本装置中根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量的主要功能模块，也是核心模块。
对于本发明实施例，为了检测储气罐输出气体的流量，所述检测单元32，包括：确定模块321和检测模块322。
所述确定模块321，可以用于根据开阀后采集的各个气罐压力值和所述开阀时间，确定所述储气罐的压力变化曲线。
所述检测模块322，可以用于根据所述压力变化曲线、所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
进一步地，为了绘制储气罐的压力变化曲线，所述确定模块321，包括：获取子模块和确定子模块。
所述获取子模块，可以用于获取所述储气罐所处的当地大气气压值和开阀前所述储气罐的气罐压力值。
所述确定子模块，可以用于根据开阀后采集的各个气罐压力值、开阀前所述储气罐的气罐压力值和所述开阀时间，确定所述储气罐的压力变化曲线。
进一步地，为了确定开阀时间对应的储气罐输出气体流量，所述检测模块322，包括：获取子模块、计算子模块和检测子模块。
所述获取子模块，可以用于获取开阀前所述储气罐的气体温度值。
所述计算子模块，可以用于根据开阀后采集的各个气体温度值和开阀前所述储气罐的气体温度值，计算气体温度的平均值。
所述计算子模块，还可以用于分别计算所述压力变化曲线上任意相邻两个气罐压力值与所述当地大气气压值围成的压力变化面积，并计算各个压力变化面积之和。
所述检测子模块，可以用于根据所述各个压力变化面积之和、所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数和所述气体温度的平均值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
对于本发明实施例，为了确定开阀前储气罐的气罐压力值，所述获取子模块，具体可以用于获取开阀前每隔第一预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值；根据开阀前采集的各个气罐压力值，计算所述各个气罐压力值的平均值，并将所述各个气罐压力值的平均值确定为开阀前所述储气罐的气罐压力值。
此外，为了确定开阀前储气罐的气体温度值，所述获取子模块，具体可以用于获取开阀前每隔第二预设时间间隔采集的所述储气罐的气体温度值，并计算开阀前采集的各个气体温度值的平均值；将开阀前采集的各个气体温度值的平均值，确定为开阀前所述储气罐的气体温度值。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种储气罐输出气体流量的检测预测装置所涉及各功能模块的其他相应描述，可以参考图1所示方法的对应描述，在此不再赘述。
基于上述如图1所示方法，相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
基于上述如图1所示方法和如图3所示装置的实施例，本发明实施例还提供了一种计算机设备的实体结构图，如图5所示，该计算机设备包括：处理器41、存储器42、及存储在存储器42上并可在处理器上运行的计算机程序，其中存储器42和处理器41均设置在总线43上所述处理器41执行所述程序时实现以下步骤：获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量。
通过本发明的技术方案，能够获取储气罐的容积，所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数，所述储气罐的开阀时间，以及开阀后每隔预设时间间隔采集的所述储气罐的气罐压力值和气体温度值；根据所述储气罐的容积、所述储气罐的电磁阀与储气罐出气口直径的流量系数、所述开阀时间、开阀后采集的各个气罐压力值和开阀后采集的各个气体温度值，检测所述开阀时间对应的储气罐输出气体的流量，从而能够对储气罐输出气体的流量进行检测，提高储气罐输出气体的流量检测精度，并能够简化储气罐的内部结构，减小了储气罐的占用空间和重量，同时降低了储气罐的制造成本。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
