[发明专利]超声波气泡检测方法及系统

权利要求书

1.一种超声波气泡检测方法，其特征在于，于检测对象处设置超声波检测设备，所述检测对象中盛装有流动液体，所述方法包括如下步骤：

S100：获取检测对象中的气泡速度和最大气泡体积阈值；

S200：确定气泡检测时的检测节点间隔时间，相邻两个检测节点之间的时间区间为一检测周期；

S300：于每个检测节点，所述超声波检测设备向所述检测对象发射超声波，并接收所述检测对象反射或透射的超声波，分析接收的超声波以判断该检测节点中是否检测到气泡，当一检测周期两端的检测节点均检测到气泡时，确定该检测周期检测到气泡；

S400：统计连续检测到气泡的检测周期的个数，并结合检测对象中的气泡速度和检测节点间隔时间计算气泡的体积值；

S500：当计算得到的气泡的体积值大于所述最大气泡体积阈值时，发生告警事件；

其中，步骤S100中，获取检测对象中的气泡速度包括如下步骤：

根据实验数据预先建立检测对象中液体流速和气泡速度的映射表；

获取检测对象中的液体流速；

根据预先建立的映射表查表得到检测对象中的气泡速度；

步骤S200包括如下步骤：

获取需要检测的最小气泡体积值；

根据如下公式计算检测节点间隔时间：

T＝V_min/U

其中，T为检测节点间隔时间，V_min为需要检测的最小气泡体积值，U为检测对象中的气泡速度；

步骤S400中，根据如下公式计算气泡的体积：

V＝N*U*T

其中，V为气泡的体积，N为连续检测到气泡的检测周期的个数，U为检测对象中的气泡速度，T为检测节点间隔时间。

2.根据权利要求1所述的超声波气泡检测方法，其特征在于，所述超声波检测设备包括分别设置于所述检测对象的两侧的超声波发射器和超声波接收器；

步骤S300中，所述超声波检测设备向所述检测对象发射超声波，并接收所述检测对象反射或透射的超声波，包括：

所述超声波发射器发送由第一频率的超声波和第二频率的超声波组成的混合波，所述第一频率大于所述第二频率；

所述超声波接收器接收所述检测对象透射的超声波；

所述步骤S300中，所述分析接收的超声波以判断该检测节点中是否检测到气泡，包括：

判断所述超声波接收器是否接收到第二频率的超声波；

如果是，则判定该检测节点中有气泡出现；

否则，判定该检测节点中无气泡出现。

3.根据权利要求2所述的超声波气泡检测方法，其特征在于，所述第一频率的超声波在空气中的穿透率远小于所述第二频率的超声波在空气中的穿透率。

4.根据权利要求2所述的超声波气泡检测方法，其特征在于，所述步骤S300中，分析接收的超声波以判断该检测节点中是否检测到气泡，包括：

于每个检测节点，采用定时器的输入捕获功能从所述超声波接收器捕获至少一个波形；

判断该检测节点中捕获的所有波形中，是否存在至少一个第二频率的超声波的波形；

如果是，则判定该检测节点中有气泡出现；

否则，判定该检测节点中无气泡出现。

5.根据权利要求1所述的超声波气泡检测方法，其特征在于，该方法用于输液装置中液体的气泡检测；

步骤S500，包括如下步骤：

如果计算得到的气泡的体积值大于最大气泡体积阈值，则发出告警信号并停止输液；

如果计算得到的气泡的体积值小于或等于最大气泡体积阈值，则继续步骤S300。

6.一种超声波气泡检测系统，其特征在于，用于实现权利要求1至5中任一项所述的超声波气泡检测方法，所述系统包括控制器以及设置于检测对象处的超声波检测设备，其中所述控制器包括：

第一数据获取模块，用于获取检测对象中的气泡速度、需要侦测的最小气泡体积和最大气泡体积阈值；

检测控制模块，用于确定检测节点间隔时间，相邻两个检测节点之间的时间区间为一检测周期，以及于每个检测节点，控制所述超声波检测设备向所述检测对象发射超声波，控制所述超声波检测设备接收从所述检测对象透射或反射的超声波；

第二数据获取模块，用于在每个检测节点，从所述超声波检测设备获取超声波检测数据；

气泡检测模块，用于根据所述超声波检测数据判断该检测节点中是否检测到气泡，当一检测周期两端的检测节点均检测到气泡时，确定该检测周期检测到气泡；统计连续检测到气泡的检测周期的个数，并结合检测对象中的气泡速度和检测节点间隔时间计算气泡的体积值；以及当计算得到的气泡的体积值大于所述最大气泡体积阈值时，发生告警事件。