專利名稱：一種基于傳感器的信息檢測控制裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動工業(yè)自動化的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于傳感器的信息檢測控制裝置及其檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)上的機電一體化進程的加快，傳感器技術(shù)在通信，工業(yè)控制設(shè)備中大量使用，主要用于收集設(shè)備的工作狀態(tài)與環(huán)境的信號，并進行自動化的控制，保護等。
人們通常將能把非電量轉(zhuǎn)換為電量的器件稱為傳感器，傳感器實質(zhì)上是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號轉(zhuǎn)換成電信號。它是實現(xiàn)測試與自動控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。如果沒有傳感器對原始參數(shù)進行精確可靠的測量，那么，無論是信號轉(zhuǎn)換或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制都將無法實現(xiàn)。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)包括計算機技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)。計算機和通信技術(shù)發(fā)展極快，相當(dāng)成熟，對此運用自如的工程技術(shù)人員也非常多，但精通而靈活使用傳感器技術(shù)的工作者卻很少，這是因為傳感器應(yīng)用技術(shù)都需要使用模擬技術(shù)，而模擬技術(shù)有很多問題難以解決。為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界眾多國家都把傳感器技術(shù)列為現(xiàn)代的關(guān)鍵技術(shù)之一。
傳感器的檢測對象非常多，主要有數(shù)量、長度、面積、立體、位置、含量、線性變位、旋轉(zhuǎn)變位、畸變、壓力、轉(zhuǎn)矩、流量、流速、加速度、振動、成分配比、水分、離子濃度、混濁度、粒狀體、比重/密度、傷痕、濕度、熱量、溫度、火災(zāi)、煙、有害氣體和氣味等。
按檢測功能可分為檢測溫度、壓力、濕度、流量、流速、磁場等，其中最常用的是溫度傳感器，其次是壓力、流量傳感器。
現(xiàn)在，在設(shè)備中通常使用單個的傳感器對檢測對象進行檢測。一旦這個傳感器損壞，可能導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的后果出現(xiàn)。例如，傳感器故障，控制設(shè)備得到錯誤信息，可能將本不該下電的設(shè)備下電，引起設(shè)備不能正常工作。這時就需要對不能正常工作的設(shè)備進行維修。設(shè)備就需要停止工作。為了解決這個問題，可以選用高可靠性傳感器，但是，傳感器的可靠性增加一個數(shù)量級其成本往往在增加十幾倍至幾十倍，這樣又極大增加了成本。
這就需求有一種可以通過低可靠性傳感器實現(xiàn)高可靠性的檢測方法，而且成本應(yīng)較低?？梢詼p少設(shè)備停止工作的次數(shù)與時間，甚至可以使設(shè)備在出現(xiàn)傳感器故障時也可以正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于傳感器的信息檢測控制裝置及其檢測方法?？梢酝ㄟ^低可靠性傳感器實現(xiàn)高可靠性的檢測方法，而且成本較低?？梢詼p少設(shè)備停止工作的次數(shù)與時間，甚至可以使設(shè)備在出現(xiàn)傳感器故障時也可以正常工作。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于傳感器的信息檢測控制裝置，包括傳感器及與其相連的信息檢測控制模塊，所述的信息檢測控制模塊用于根據(jù)傳感器傳遞來的信息輸出檢測結(jié)果信息，所述裝置包括至少三個傳感器，各傳感器分別與信息檢測控制模塊連接，信息檢測控制模塊檢測至少三個傳感器的信息經(jīng)處理后輸出檢測結(jié)果。
本發(fā)明所述的裝置中還包括以下優(yōu)選技術(shù)特征所述的傳感器優(yōu)選為三個。
所述的傳感器可以為溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流量傳感器、流速傳感器或磁場傳感器。
所述的信息檢測控制模塊包括判斷處理模塊，用于采用多數(shù)原則判斷選取各個傳感器中正常工作的傳感器的檢測值。
本發(fā)明還提供了一種基于上述信息檢測裝置的檢測方法，包括信息檢測控制模塊檢測至少三個傳感器的檢測值，并根據(jù)所述的至少三個傳感器的檢測值確定檢測結(jié)果。
本發(fā)明所述的方法中還包括以下優(yōu)選技術(shù)特征所述的信息檢測控制模塊根據(jù)每個傳感器的檢測值并結(jié)合多數(shù)原則選擇至少兩個傳感器的檢測值，之后，根據(jù)所述的至少兩個傳感器的檢測值確定檢測結(jié)果。
所述的信息檢測控制模塊采用所述的至少兩個相應(yīng)的傳感器的檢測值的平均值作為檢測結(jié)果。
所述的多數(shù)原則具體包括選擇檢測值最高和/或最低的那個傳感器，求出其檢測值與其它傳感器的檢測值的差值，如均超過設(shè)定門限值，則認定該傳感器工作不正常，否則，認定該傳感器工作正常；根據(jù)判斷過程中認定的工作正常的傳感器的檢測值獲得檢測結(jié)果。
所述的方法還包括將判斷過程中認定工作不正常的傳感器屏蔽。
所述的方法還包括根據(jù)傳感器的額定故障率與設(shè)備允許的工作故障率來選擇確定傳感器的數(shù)量。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的一種基于傳感器的信息檢測控制裝置及其檢測方法，在設(shè)備中需要檢測的位置設(shè)置至少三個傳感器；控制裝置根據(jù)傳感器的檢測值按照多數(shù)原則判定傳感器是否正常，然后選擇正常的傳感器的檢測值作為檢測結(jié)果。并且將不正常工作的傳感器屏蔽。
假設(shè)高可靠性的傳感器故障幾率為0.1％，低可靠性傳感器的故障幾率為1％，如使用3個傳感器，有兩個傳感器同時出現(xiàn)故障時，才可能引起誤操作，而2個傳感器同時故障的幾率則為1％×1％＝0.01％，可見可靠性比單個的低可靠性的傳感器高了兩個數(shù)量級，比單個高可靠性傳感器的故障幾率還低。而3個低可靠性傳感器的成本比1個高可靠性傳感器成本還要低得多。這就實現(xiàn)了以通過低可靠性傳感器實現(xiàn)高可靠性的檢測方法，而且成本較低。由于采用了至少3個傳感器；當(dāng)其中1個傳感器出現(xiàn)故障時，不用設(shè)備停止工作，可以使設(shè)備在出現(xiàn)傳感器故障時也可以正常工作。


圖1為本發(fā)明所述的裝置的具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的一種基于傳感器的信息檢測控制裝置，其具體實施方式
如圖1所示，其結(jié)構(gòu)具體包括傳感器，以及與其相連的信息檢測控制模塊，所述的信息檢測控制模塊用于根據(jù)傳感器傳遞來的信息輸出相應(yīng)的檢測結(jié)果信息，其中，所述的傳感器包括至少三個，且各傳感器分別與信息檢測控制模塊連接，信息檢測控制模塊檢測至少三個傳感器的信息經(jīng)處理后輸出檢測結(jié)果。
而且，本發(fā)明所述的信息檢測控制模塊中可以包括判斷處理模塊，該模塊用于采用多數(shù)原則判斷選取各個傳感器中正常工作的傳感器的檢測值，以便于所述的信息檢測控制模塊可以根據(jù)正常工作的傳感器的檢測值確定相應(yīng)的準確的檢測結(jié)果。
本發(fā)明中，所述的傳感器具體可以優(yōu)選為三個，即通常選擇三個傳感器就可以滿足實際的檢測要求；當(dāng)然，在實際應(yīng)用本發(fā)明的過程中也可以根據(jù)實際的需要采用四個、五個或更多的傳感器實現(xiàn)本發(fā)明。
而且，本發(fā)明中，所述的傳感器可以為溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流量傳感器、流速傳感器或磁場傳感器等。比較常用的可以為溫度傳感器、壓力傳感器與流量傳感器。
本發(fā)明中，具體可以根據(jù)傳感器的額定故障率與設(shè)備允許的工作故障率來選擇具體采用的傳感器的數(shù)量，該操作可以人工執(zhí)行，也可以由相應(yīng)的檢測設(shè)備自動實現(xiàn)。
本發(fā)明還提供了一種檢測方法，所述的檢測方法的具體實施方式
包括信息檢測控制模塊檢測至少三個傳感器的檢測值，并選擇所述的至少三個傳感器中的正常工作的傳感器的檢測值作為檢測結(jié)果；具體為信息檢測控制模塊按照多數(shù)原則根據(jù)所述的至少三個傳感器中的每個傳感器的檢測值判定該傳感器是否正常，然后，選擇正常的傳感器的檢測值作為檢測結(jié)果。
其中，所述的多數(shù)原則具體可以為根據(jù)所檢測的所有的傳感器的檢測值，判斷出檢測值最高和/或最低的傳感器。選擇檢測值最高和/或最低的那個傳感器，求出其檢測值與其它傳感器的檢測值的差值，如均超過設(shè)定門限值，則認定該傳感器工作不正常，并將所述認定工作不正常的傳感器屏蔽(即不再采用該傳感器采集的檢測數(shù)據(jù))，否則，認為該傳感器工作正常。
本發(fā)明中，所述的信息檢測控制模塊具體可以選擇正常工作的兩個以上的傳感器的檢測值的平均值作為檢測結(jié)果，當(dāng)然，也可以任意選擇其中一個傳感器的檢測值作為檢測結(jié)果，或者，采用其他的方式確定檢測結(jié)果，如根據(jù)各個傳感器的權(quán)值進行加權(quán)平均后獲得相應(yīng)的檢測結(jié)果。
下面將以采用三個溫度傳感器為例對本發(fā)明提供的所述裝置及方法進行詳細說明。
本發(fā)明提供的基于傳感器的信息檢測控制裝置，在具體實現(xiàn)過程中可以包括三個溫度傳感器及與其相連的信息檢測控制模塊。設(shè)所用的溫度傳感器的允許誤差為ΔT＝0.1℃，一般的門限值要大于允許誤差的兩倍，本例選取門限會值ΔT0＝0.3℃。
基于所述的裝置，本發(fā)明提供的方法包括根據(jù)所檢測的三個溫度傳感器的檢測溫度值例如傳感器1的檢測溫度T1＝19.97℃，傳感器2的檢測溫度T2＝20.02℃，傳感器3的檢測溫度T3＝15℃。判斷出檢測值溫度最高和/或最低的溫度傳感器。檢測溫度最高的是傳感器2，其檢測溫度為T2；檢測溫度最低的是傳感器3，其檢測溫度為T3。
選擇檢測溫度值最高的傳感器2，其檢測溫度為T2，求出傳感器2的檢測溫度T2與傳感器1的檢測溫度T1的差值ΔT2-1＝0.05℃；再求出傳感器2的檢測溫度T2與傳感器3的檢測溫度T3的差值ΔT2-3＝5.02℃。這里ΔT0＞ΔT2-1而ΔT0＜ΔT2-3；可以確定傳感器2是正常工作的。
選擇檢測溫度值最低的傳感器3，其檢測溫度為T3，求出傳感器3的檢測溫度T3與傳感器1的檢測溫度T1的差值ΔT3-1＝4.97℃；再求出傳感器3的檢測溫度T3與傳感器2的檢測溫度T2的差值ΔT3-1＝5.02℃。這里ΔT0＜ΔT2-1而ΔT0＜ΔT2-3；可以確定傳感器3是的工作是不正常的，將工作不正常的傳感器3屏蔽。
最后選擇工作正常的傳感器1或傳感器2的檢測溫度值作為檢測結(jié)果輸出；也可以取傳感器1與傳感器2的檢測溫度值和平均值作為檢測結(jié)果輸出。
由于本發(fā)明采用了至少三個傳感器；當(dāng)其中一個傳感器出現(xiàn)故障時，不用設(shè)備停止工作，可以使設(shè)備在出現(xiàn)傳感器故障時也可以正常工作。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種基于傳感器的信息檢測控制裝置，包括傳感器及與其相連的信息檢測控制模塊，所述的信息檢測控制模塊用于根據(jù)傳感器傳遞來的信息輸出檢測結(jié)果信息，其特征在于，所述裝置包括至少三個傳感器，各傳感器分別與信息檢測控制模塊連接，信息檢測控制模塊檢測至少三個傳感器的信息經(jīng)處理后輸出檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感器的信息檢測裝置，其特征在于，所述的傳感器為三個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于傳感器的檢測采集裝置，其特征在于，所述的傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流量傳感器、流速傳感器或磁場傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于傳感器的檢測采集裝置，其特征在于，所述的信息檢測控制模塊包括判斷處理模塊，用于采用多數(shù)原則判斷選取各個傳感器中正常工作的傳感器的檢測值。
5.一種基于上述信息檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括信息檢測控制模塊檢測至少三個傳感器的檢測值，并根據(jù)所述的至少三個傳感器的檢測值確定檢測結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于上述信息檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述的確定檢測結(jié)果包括信息檢測控制模塊根據(jù)每個傳感器的檢測值并采用多數(shù)原則選擇至少兩個傳感器的檢測值，之后，根據(jù)所述的至少兩個傳感器的檢測值確定檢測結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于上述信息檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述的信息檢測控制模塊采用所述至少兩個傳感器的檢測值的平均值作為檢測結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于上述信息檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述的多數(shù)原則具體包括選擇檢測值最高和/或最低的傳感器，求出其檢測值與其它傳感器的檢測值的差值，如均超過設(shè)定門限值，則認定該傳感器工作不正常，否則，認定該傳感器工作正常；根據(jù)判斷過程中認定的工作正常的傳感器的檢測值獲得檢測結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于上述信息檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述的方法還包括將判斷過程中認定工作不正常的傳感器屏蔽。
10.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的基于上述信息檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述的方法還包括根據(jù)傳感器的額定故障率與設(shè)備允許的工作故障率來選擇確定采用的傳感器的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明的所述的基于傳感器的信息檢測控制裝置及其檢測方法，在設(shè)備中需要檢測的位置設(shè)置至少三個傳感器；控制裝置根據(jù)傳感器的檢測值按照多數(shù)原則判定傳感器是否正常，然后選擇正常的傳感器的檢測值作為檢測結(jié)果。并且將不正常工作的傳感器屏蔽。通過采用至少三個低價格低可靠性傳感器來代替原來的一個高價格高可靠性傳感器。實現(xiàn)了以通過低可靠性傳感器實現(xiàn)高可靠性的檢測方法，而且成本較低。由于采用了至少三個傳感器；當(dāng)其中一個傳感器出現(xiàn)故障時，不用設(shè)備停止工作，可以使設(shè)備在出現(xiàn)傳感器故障時也可以正常工作。
文檔編號G01D5/00GK1982848SQ200610082860
公開日2007年6月20日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者徐驍 申請人:華為技術(shù)有限公司