传感器故障判断的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种传感器故障判断的系统及方法。
【背景技术】
[0002]工业传感器测量系统的可靠性、置信性与测量精度决定了测量系统是否有效，这直接影响工业过程的产品质量与生产过程安全。在火炸药、液体燃料推进剂等军工科研生产领域，对传感器测量系统的有效性的要求更加突出。超高温、超高压、强酸碱、强氧化、腐蚀性等极端测量环境，容易引起传感器元件的老化，造成测量系统精度降低甚至不可靠。现有的传感器故障判定方法是定期拆卸传感器交给具备专业校验资格的机构进行专业校验，而有些工业场合，传感器不易拆卸或者无法拆卸。若拆卸后进行校验，安装过程复杂且技术含量高，多次拆卸容易造成传感器损坏，且传感器安装完成后，也无法确定安装过程对传感器测量系统的精度影响。在传感器测量领域，一直没有出现不易拆卸或者无法拆卸装置的测量传感器故障判定方法。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供一种传感器故障判断的系统及方法，用于确保在各种测量环境下的传感器测量数据可靠、有效。
[0004]考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种传感器故障判断的系统，它包括:
[0006]传感器，用于测量环境信号；
[0007]测量模块，用于按照一定采样频率采集传感器的测量值；
[0008]故障判定计算模块，用于根据所述测量值，分别计算堆栈里测量值的平均值，对平均值按照数值大小排列，并计算平均值的最大差值；若最大差值高于一定值，则判定传感器故障；若某支传感器某次的测量值输出为满值，也判定传感器故障。
[0009]为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是:
[0010]根据本发明的一个实施方案，所述测量模块的设计数量与传感器数量相同、容量为时间间隔值、数据类型为浮点型的堆栈，按照FIFO原则，分别对采样测量值进行保存。
[0011]本发明还可以是:
[0012]一种传感器故障判断的方法，它包括:
[0013]步骤一、采集传感器的测量值；
[0014]步骤二、对采样数据分别存入堆栈；
[0015]步骤三、计算堆栈内的数据平均值；
[0016]步骤四、判断所述数据平均值是否达到了传感器的最大量程，在所述数据平均值达到了传感器最大量程的情况下，则判定传感器故障；在所述数据平均值未达到传感器最大量程的情况下，则计算平均值差值最大值，若最大值大于允许值，则判定传感器故障，若最大值未大于允许值，则返回步骤一继续采集传感器测量值。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果之一是:
[0018]本发明的一种传感器故障判断的系统及方法，实现了传感器故障的可靠判定，确保了测量过程的有效性。
【附图说明】
[0019]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0020]图1示出了根据本发明一个实施例的传感器故障判断的系统原理示意图。
[0021]图2示出了根据本发明一个实施例的传感器故障判断的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0023]如图1所示，一种传感器故障判断的系统，它包括:
[0024]传感器，用于测量环境信号；数量至少2支，且技术参数相同，并包含相关安装附件；
[0025]测量模块，用于按照一定采样频率采集传感器的测量值；测量模块可以是自行设计的测量电路，或者采用成熟的微型控制器组建的测量模块、测量仪表，或者无纸记录仪、PLC等；测量模块包含组建测量控制系统各种的必备电子元器件或模块以及安装附件；
[0026]故障判定计算模块，用于根据所述测量值，分别计算堆栈里测量值的平均值，对平均值按照数值大小排列，并计算平均值的最大差值；若最大差值高于一定值，则判定传感器故障；若某支传感器某次的测量值输出为满值，也判定传感器故障。计算模块可以对测量模块得到的测量数据按照故障判定方法计算，将故障信息显示；计算模块可以是带存储计算功能的专用电路、专用测量仪表，也可以是工控机，要求工控机可以与测量模块进行通信；
[0027]所述测量模块的设计数量与传感器数量相同、容量为时间间隔值、数据类型为浮点型的堆栈，按照FIFO(First In First OUT，先入先出)原则，分别对采样测量值进行保存。
[0028]综上的测控装置系统构架为:“传感器+测量电路模块+故障判定计算模块”。其原理为:由传感器测量环境信号，通过测量模块得到测量数据，通过故障判定计算模块计算后，得到故障判定结果。
[0029]如图2所示，一种传感器故障判断的方法，它包括:
[0030]步骤一、采集传感器的测量值；
[0031]步骤二、对采样数据分别存入堆栈；
[0032]步骤三、计算堆栈内的数据平均值，可对平均值按照数值大小排列；
[0033]步骤四、判断所述数据平均值是否达到了传感器的最大量程，在所述数据平均值达到了传感器最大量程的情况下，则判定传感器故障；在所述数据平均值未达到传感器最大量程的情况下，则计算平均值差值最大值，若最大值大于允许值，则判定传感器故障，若最大值未大于允许值，则返回步骤一继续采集传感器测量值。
[0034]本发明的一种故障判断方法，采集测量数据，按照一定时间间隔计算测量数据平均值，比较几个测量回路的在时间间隔内的平均值之差，并计算最大值，若差值最大值高于一定数值，则判定测量回路故障。
[0035]以上判定方法可应用于温等静压机和油压机的压力传感器、温度传感器的故障判定，提高了设备运行的可靠性。
[0036]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
[0037]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0038]尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1.一种传感器故障判断的系统，其特征在于它包括: 传感器，用于测量环境信号； 测量模块，用于按照一定采样频率采集传感器的测量值； 故障判定计算模块，用于根据所述测量值，分别计算堆栈里测量值的平均值，对平均值按照数值大小排列，并计算平均值的最大差值；若最大差值高于一定值，则判定传感器故障；若某支传感器某次的测量值输出为满值，也判定传感器故障。
2.根据权利要求1所述的传感器故障判断的方法，其特征在于所述测量模块的设计数量与传感器数量相同、容量为时间间隔值、数据类型为浮点型的堆栈，按照FIFO原则，分别对采样测量值进行保存。
3.一种传感器故障判断的方法，其特征在于它包括: 步骤一、采集传感器的测量值； 步骤二、对采样数据分别存入堆栈； 步骤三、计算堆栈内的数据平均值； 步骤四、判断所述数据平均值是否达到了传感器的最大量程，在所述数据平均值达到了传感器最大量程的情况下，则判定传感器故障；在所述数据平均值未达到传感器最大量程的情况下，则计算平均值差值最大值，若最大值大于允许值，则判定传感器故障，若最大值未大于允许值，则返回步骤一继续采集传感器测量值。
【专利摘要】本发明公开了一种传感器故障判断的系统及方法，按照一定采样频率采集传感器的测量值；根据所述测量值，分别计算堆栈里测量值的平均值，对平均值按照数值大小排列，并计算平均值的最大差值；若最大差值高于一定值，则判定传感器故障；若某支传感器某次的测量值输出为满值，也判定传感器故障。本发明的一种传感器故障判断的系统及方法，实现了传感器故障的可靠判定，确保了测量过程的有效性。
【IPC分类】G01D18-00
【公开号】CN104596564
【申请号】CN201510058256
【发明人】曹志伟, 梁晓辉, 米玉华, 张程滔, 范玉德, 袁伟
【申请人】中国工程物理研究院化工材料研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月4日