一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法与流程

本发明属于智慧焊接，特别涉及一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法。

背景技术：

1、电流传感器是一种用于电路中电流的设备，常用于工业生产和自动化控制等领域。然而，在使用过程中可能会遇到电流传感器故障的情况，这会影响到它们的正常工作。常见的电流传感器故障原因包括：电源故障、线圈故障、环境干扰等。实际的故障检测方法多用于线下物理层面的检测，包括万用表实际检测、示波器检测信号等，一般采用外接设备进行电流检测。这种方法需要安排专门人员进行检测，费时费力。

2、在焊割过程中，焊割电流和保护气流速数据均为时序数据，基于焊割工艺对时序数据进行判断，在云端接收数据时即可实现电流传感器异常检测及报警，这一思路为电流传感器的实时远程运维提供了明确的研究方向。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述背景技术中提出的研究方向，本发明提供了一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，通过结合焊接电流和保护气流速，判断电流传感器是否与实际焊接状态匹配，进而确定电流传感器是否存在异常。

2、技术方案：一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，通过电流传感器实时采集焊接电流数据，通过外部气体流速测量装置实时采集对应保护气流速数据；每采集若干焊接电流数据及保护气流速数据后进行电流传感器异常判断；当采集的焊接电流值不符合当前焊接状态时，判断当前时刻电流传感器存在异常；当一段时间内电流传感器异常次数高于预设阈值时，则最终判断电流传感器存在异常，发出异常预警。

3、进一步地，将实时采集的焊接电流数据存储至current_list中，对应采集的保护气流速数据存储至gasspeed_list中；设置用于电流传感器异常判断的滚动窗，窗口大小为ws，每当current_list中数据个数等于ws时，进行电流传感器异常判断。

4、进一步地，所述电流传感器异常判断方法具体包括：

5、设置存储窗口判断结果res的列表res_list，其中res=1代表电流传感器存在异常，res=none代表传感器未发生异常；设置电流传感器异常判断规则如下：

6、（1）当current_list中的电流均值小于预设阈值th1时，记录窗口判断结果res=1；其中th1＜0；

7、（2）当current_list窗口中的电流均值大于预设阈值th2时，记录窗口判断结果res=1；其中th2代表当前焊接最大输出电流；

8、（3）current_list窗口中电流最大值大于预设阈值th3且方差等于0时，记录窗口判断结果res=1；

9、（4）当current_list窗口中的电流最大值小于th3时，根据对应的气体流速数据进行如下判断，当对应气体流速数据满足以下所有条件时，记录窗口判断结果res=1；

10、1）gasspeed_list中的最大气体流速值大于预设阈值th4；

11、2）gasspeed_list中所有大于1的气体流速值均值大于预设阈值th5；

12、3）gasspeed_list中相邻两个气体流速值的一阶差分值中，大于预设阈值th6的一阶差分值个数大于预设阈值th7；

13、当条件（1）-（4）均不满足时，记录res=none。

14、进一步地，当一段时间内电流传感器异常次数高于预设阈值时，则最终判断电流传感器存在异常，发出异常预警；具体地，设置循环窗个数cycles_num和异常循环窗个数fault_num；当res_list中窗口判断结果res的个数等于循环窗个数cycles_num时，进行预警判断；当res_list中1的个数大于等于异常循环窗个数fault_num时，则最终判断电流传感器存在异常，进行电流传感器异常报警；否则认为不存在电流传感器异常。

15、进一步地，在电流传感器异常报警判断完毕后，剔除res_list中第一个值，并清空current_list和gasspeed_list，待重新接收ws个电流值及气流值后，继续进行判断。

16、本发明采用的技术方案与现有技术方案相比，具有以下有益效果：

17、（1）本发明提出的电流传感器实时异常检测方法，基于实时采集的电流数据和保护气流速数据进行分析判断即可远程检测电流传感器异常，无需线下实际测量，可以有效节省人力物力。

18、（2）本发明提出的电流传感器异常判断规则中不仅包含了常规由于电流传感器损坏导致的电流明显过大或过小，对于焊接过程中焊接状态持续变化却测量不到电流的问题进行了详细分解检测，综合保护气流速和电流数据进行了完整的电流传感器异常检测，准确度更高。

19、（3）本发明采用多次电流传感器异常检测结果综合统计的方法，根据一定测量周期内所有的检测结果综合对比，最终决定是否发出异常警报，精准度更高，可以有效过滤部分正常工作场景。

技术特征：

1.一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，其特征在于，通过电流传感器实时采集焊接电流数据，通过外部气体流速测量装置实时采集对应保护气流速数据；每采集若干焊接电流数据及保护气流速数据后进行电流传感器异常判断；当采集的焊接电流值不符合当前焊接状态时，判断当前时刻电流传感器存在异常；当一段时间内电流传感器异常次数高于预设阈值时，则最终判断电流传感器存在异常，发出异常预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，其特征在于，将实时采集的焊接电流数据存储至current_list中，对应采集的保护气流速数据存储至gasspeed_list中；设置用于电流传感器异常判断的滚动窗，窗口大小为ws，每当current_list中数据个数等于ws时，进行电流传感器异常判断。

3.根据权利要求2所述的一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，其特征在于，所述电流传感器异常判断方法具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，其特征在于，当一段时间内电流传感器异常次数高于预设阈值时，则最终判断电流传感器存在异常，发出异常预警；具体地，设置循环窗个数cycles_num和异常循环窗个数fault_num；当res_list中窗口判断结果res的个数等于循环窗个数cycles_num时，进行预警判断；当res_list中1的个数大于等于异常循环窗个数fault_num时，则最终判断电流传感器存在异常，进行电流传感器异常报警；否则认为不存在电流传感器异常。

5.根据权利要求4所述的一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，其特征在于，在电流传感器异常报警判断完毕后，剔除res_list中第一个值，并清空current_list和gasspeed_list，待重新接收ws个电流值及气流值后，继续进行判断。

技术总结
本发明公开了一种基于多维传感数据的电流传感器实时异常检测方法，基于实时采集的焊接电流数据和保护气流速数据进行实时检测，每采集若干焊接电流数据及保护气流速数据后进行电流传感器异常判断；当采集的焊接电流值不符合当前焊接状态时，判断当前时刻电流传感器存在异常；当一段时间内电流传感器异常次数高于预设阈值时，则最终判断电流传感器存在异常，发出异常预警；本发明设计了具体电流传感器异常判断规则，不仅包含了常规由于电流传感器损坏导致的电流明显过大或过小，对于焊接过程中焊接状态持续变化却测量不到电流的问题进行了详细分解检测，综合保护气流速和电流数据进行了完整的电流传感器异常检测，准确度更高。

技术研发人员：李波,田慧云
受保护的技术使用者：苏芯物联技术（南京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15