[发明专利]一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水利工程中的水位测量方法，特别是一种用于水利工程中的基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法。

背景技术

在水利工程中，水位测量一直都是关注的重点，它直接关系到水轮机组的调控精度，而且在遇到洪水、台风等异常天气状况下，如果没有一个稳定可靠的水位监测系统进行预警，这很容易酿成重大灾难，给国家和人民生命财产带来巨大的损失。

目前用于水位测量的传感器有很多，但是绝大部分的传感器直接测得的水位值中存在着较大的波动，精确度不理想。为了测得更精确的水位值，现在普遍使用数字滤波的方法；绝大部分的数字滤波采用的是均值滤波、中值滤波和滑动均值滤波等简单方法，虽然这些方法都能在一定程度上起到平滑测量数据和削弱干扰的作用，但实际滤波效果都不理想、滤波结果的平滑度不理想且对随机干扰滤波效果差。

因此，现有的水位测量方法存在着测量值精确度不理想、滤波效果不理想、滤波结果的平滑度不理想和不适用于随机干扰的滤波的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法。本发明不仅具有精确度高、滤波效果好和滤波结果平滑度高的优点，而且适用于随机干扰的滤波。

本发明的技术方案：一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法，包括下述步骤：

a、使用一种基于双静压传感器的水位计进行采样测量，测得实时水位深度数字信息量；

b、根据自定义的通讯协议对实时水位深度数字信息量的数据格式进行校验，若格式正确，提取实测水位值，得B1和B2值，若格式错误，返回步骤a；

c、对B1、B2值分别做限幅滤波处理，得C1和C2值；

d、使用巴特沃斯低通滤波器并依据二阶巴特沃斯数字低通滤波算法对C1、C2值分别进行数字低通滤波处理，得D1和D2值；

e、对D1值进行偏差率补偿，得E值；

f、对E值进行高程补偿，得F值；

g、对F值进行水位预警处理，当F值大于或等于所设警戒值的时候，显示预警信息和水位信息并存储，当F值小于预警值的时候，只显示水位信息并存储。

前述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法中，所述步骤a中的一种基于双静压传感器的水位计包括上路静压传感器和下路静压传感器；实时水位深度数字信息量包括上、下两路静压传感器所测得水位信息、水位计编号和循环冗余校验码。

前述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法中，所述步骤b中的B1值为水位计的下路静压传感器测得的实测水位值，B2值为水位计的上路静压传感器测得的实测水位值。

前述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法中，所述步骤c中的限幅滤波处理为，限制后一个数据相对于前一个数据的变化幅度，当变化幅度小于或等于规定值时不对数据进行改变，当变化幅度大于规定值时，后一个值的大小等于前一个值加上或减去规定值，且后一个值与前一个值的大小关系在变化前后保持不变。