一種基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非電量信號(hào)參數(shù)采集監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)量是獲得各種物理量和描述物理過(guò)程參數(shù)的重要手段，所以工廠和研究單位在設(shè)計(jì)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)、改進(jìn)某些裝置、指定工藝過(guò)程中都需要測(cè)量許多物理量，以便研究它們的規(guī)律性，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否符合客觀規(guī)律。在這些被測(cè)量中多數(shù)是非電量，例如:機(jī)械量(位移、振動(dòng)加速度、速度、力、力矩、應(yīng)變、應(yīng)力等)、熱工量(溫度、壓力、流量等)、化工量(濃度、成分、濕度、PH值等)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)測(cè)量的精確度、速度都提出了新的要求，尤其對(duì)動(dòng)態(tài)變化的物理過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，以及對(duì)物理量的遠(yuǎn)距離測(cè)量，越來(lái)越多地采用電測(cè)技術(shù)的方法對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量，稱為非電量的電測(cè)技術(shù)。
[0003]隨著社會(huì)的發(fā)展，針對(duì)眾多非電量信號(hào)的監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警越顯重要，如壓力、壓強(qiáng)、應(yīng)變、應(yīng)力、位移、形變等。此外，還有一些情況下，對(duì)環(huán)境的也需要測(cè)量一些自然參數(shù)，如溫度、光線、氣壓等。目前，這些非電量信號(hào)參數(shù)的測(cè)量，都是使用各種非電量傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如非電量傳感器、非電量傳感器等。但現(xiàn)階段，對(duì)非電量信號(hào)的微弱變化檢測(cè)比較困難，一方面非電量傳感器測(cè)量精度有限，分辨微小信號(hào)及其變化比較困難，單純使用放大電路，很容易因干擾導(dǎo)致判斷結(jié)果有誤；另一方面，絕大多數(shù)非電量信號(hào)所反映的異常參數(shù)是時(shí)變性暫態(tài)參數(shù)，隨時(shí)間變化差別很大，絕大多數(shù)隱患早期階段，暫態(tài)參數(shù)大部分時(shí)間內(nèi)是正常的，異常事件的產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義:隨著時(shí)間的推移，出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高、數(shù)值逐漸變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法。
[0005]本發(fā)明提出的一種基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟:S1、設(shè)置非電量傳感器用于檢測(cè)非電量信號(hào)；
[0006]S2、將非電量傳感器的輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換還原為非電量信號(hào)參數(shù)；
[0007]S3、把非電量信號(hào)參數(shù)或非電量信號(hào)參數(shù)變化量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，獲得各時(shí)間段非電量積分參數(shù)，進(jìn)行存儲(chǔ)，非電量信號(hào)參數(shù)變化量為非電量信號(hào)參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)閾值的差值絕對(duì)值；
[0008]S4、根據(jù)各時(shí)間段非電量積分參數(shù)對(duì)非電量信號(hào)參數(shù)狀況進(jìn)行判斷，并對(duì)異常進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0009]優(yōu)選地，步驟S2具體為:獲取非電量傳感器輸出模擬電量信號(hào)或非模擬電量信號(hào)，然后將模擬電量信號(hào)或非模擬電量信號(hào)再轉(zhuǎn)換還原為非電量信號(hào)參數(shù)。
[0010]優(yōu)選地，步驟S3中，具體包括以下分步驟:
[0011]S32、把非電量信號(hào)參數(shù)或非電量信號(hào)參數(shù)變化量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，產(chǎn)生非電量信號(hào)參數(shù)的積分參數(shù)；
[0012]S33、生成非電量信號(hào)積分參數(shù)的各時(shí)間段凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0013]優(yōu)選地，步驟S3中還包括步驟S31:對(duì)非電量信號(hào)參數(shù)進(jìn)行判斷；步驟S33具體為:當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)異常，則對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度較小的時(shí)間段上的非電量信號(hào)積分參數(shù)凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)正常，則對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度較大的時(shí)間段上的非電量信號(hào)積分參數(shù)凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0014]優(yōu)選地，步驟S31具體為:預(yù)設(shè)多個(gè)依次增大的浮差閾值，將非電量信號(hào)參數(shù)變化量與浮差閾值比較，當(dāng)其小于最小的浮差閾值則判斷非電量信號(hào)參數(shù)正常;否則，根據(jù)非電量信號(hào)參數(shù)變化量與浮差閾值比較結(jié)果判斷非電量信號(hào)參數(shù)異常程度；
[0015]步驟S33具體為:預(yù)設(shè)多個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度與浮差閾值一一對(duì)應(yīng)的時(shí)間段，隨著浮差閾值的增大，多個(gè)時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)度依次減小;根據(jù)非電量信號(hào)判斷結(jié)果，將對(duì)應(yīng)時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)進(jìn)行凍結(jié)。
[0016]優(yōu)選地，步驟S4具體包括以下步驟:
[0017]S41、對(duì)非電量信號(hào)積分參數(shù)進(jìn)行判斷；
[0018]S42、當(dāng)較大時(shí)間單位的各時(shí)段積分參數(shù)異常，對(duì)其包含的下一級(jí)較小時(shí)間單位每一個(gè)時(shí)間段上的積分參數(shù)進(jìn)行比較，判斷異常所在時(shí)間段;重復(fù)該步驟，確定異常所在時(shí)間節(jié)點(diǎn)；
[0019]S43、根據(jù)各時(shí)間段的積分參數(shù)，判斷異常所在時(shí)間節(jié)點(diǎn)，各時(shí)間段異常程度和異常變化趨勢(shì)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警提示。
[0020]本發(fā)明提出的基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)設(shè)置非電量傳感器采集待檢測(cè)非電量信號(hào)參數(shù)，例如溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、光線數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，然后，將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬電量信號(hào)或非模擬電量信號(hào)，再轉(zhuǎn)換還原為非電量信號(hào)參數(shù)，把非電量信號(hào)參數(shù)對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，獲得各時(shí)間段非電量積分參數(shù)凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)。從而將非電量檢測(cè)轉(zhuǎn)換成非電量積分參數(shù)監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)暫態(tài)隱患中早期微弱信號(hào)進(jìn)行累積放大，在隱患發(fā)生的中早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)警處理，避免隱患嚴(yán)重化，從而避免損失，降低風(fēng)險(xiǎn)。
[0021]本發(fā)明中，當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)出現(xiàn)較大的異常，大于較高級(jí)別的設(shè)定閥值時(shí)，便對(duì)積分凍結(jié)存儲(chǔ)的時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行細(xì)化，即通過(guò)逐級(jí)分解時(shí)間長(zhǎng)度，生成時(shí)間段凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)。如此，在判斷時(shí)，首先，對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度較長(zhǎng)的時(shí)間段積分參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可快速判定異常所在較大時(shí)間范圍，然后，通過(guò)對(duì)該時(shí)間段包含的下一級(jí)時(shí)間段進(jìn)行分析，逐級(jí)細(xì)化，直至判定異常所在時(shí)間節(jié)點(diǎn)，有利于對(duì)異常進(jìn)行精確定位。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為實(shí)施例1提出的基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法流程圖；
[0023]圖2為實(shí)施例2提出的基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供的基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法，非電量信號(hào)參數(shù)可以為溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、光線數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、位移、形變、或者壓強(qiáng)信號(hào)，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何其它非電量信號(hào)參數(shù)采用類似方法實(shí)現(xiàn)，在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0025]實(shí)施例1
[0026]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提出的一種基于積分算法的非電量信號(hào)采集監(jiān)測(cè)方法，用來(lái)檢測(cè)溫度變化狀況，其包括以下步驟:
[0027]S1、設(shè)置非電量傳感器例如溫度傳感器檢測(cè)待測(cè)溫度。
[0028]S2、將非電量傳感器的輸出的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換還原為非電量信號(hào)參數(shù)。具體的，本實(shí)施方式中，非電量傳感器可選用變阻溫度傳感器，如熱敏電阻，如此，將變阻溫度傳感器接入恒壓源電路，便可將非電量傳感器采集的溫度轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，根據(jù)變阻溫度傳感器的特征:電阻值與溫度值成線性正比數(shù)學(xué)關(guān)系，根據(jù)電流數(shù)值，可換算出溫度數(shù)值。
[0029]S3、把非電量信號(hào)參數(shù)或非電量信號(hào)參數(shù)變化量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，獲得各時(shí)間段非電量積分凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)，非電量信號(hào)參數(shù)變化量為非電量信號(hào)參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)閾值的差值絕對(duì)值。
[0030]具體的，本實(shí)施方式中，因?yàn)榻^對(duì)溫度與人們常用的攝氏溫度數(shù)值不同，O攝氏度并不是沒(méi)有溫度，如此，本實(shí)施方式中，采用把檢測(cè)的溫度數(shù)值和預(yù)設(shè)溫度定值相減，獲得溫差，再把溫差的絕對(duì)值對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，產(chǎn)生溫差積分參數(shù)，生成小時(shí)、日、月、年為時(shí)間單位的各時(shí)間積分段凍結(jié)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。
[0031]步驟S3中，當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)出現(xiàn)較大的異常，大于較高級(jí)別的設(shè)定閥值時(shí)，還可通過(guò)逐級(jí)分解時(shí)間長(zhǎng)度，獲得下一級(jí)時(shí)間子段上的積分凍結(jié)數(shù)據(jù)，即生成分鐘級(jí)或更細(xì)化的秒級(jí)單位時(shí)間段的積分凍結(jié)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。
[0032]例如，本步驟中，一般默認(rèn)各分鐘為溫差積分凍結(jié)數(shù)據(jù)最小基本時(shí)間單位，通過(guò)對(duì)60個(gè)分鐘積分凍結(jié)數(shù)據(jù)求和獲得一個(gè)小時(shí)級(jí)積分凍結(jié)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)24個(gè)小時(shí)級(jí)積分凍結(jié)數(shù)據(jù)之和獲得一個(gè)日級(jí)積分凍結(jié)數(shù)據(jù)，按照時(shí)鐘日歷，以此類推，如此，通過(guò)對(duì)分鐘、小時(shí)、日、月為時(shí)間單位的各時(shí)間段積分凍結(jié)數(shù)據(jù)的堆疊結(jié)構(gòu)，可避免數(shù)據(jù)過(guò)多導(dǎo)致的不可靠性。本實(shí)施例中，每一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度較小的時(shí)間段為一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度大于其一個(gè)等級(jí)的時(shí)間段的時(shí)間子段，例如日為月的時(shí)間子段，小時(shí)為日的時(shí)間子段，分鐘為小時(shí)的時(shí)間子段。
[0033]步驟S3具體包括以下步驟:
[0034]S31:對(duì)非電量信號(hào)參數(shù)進(jìn)行判斷。本步驟中，可預(yù)設(shè)多個(gè)依次增大的浮差閾值，將非電量信號(hào)參數(shù)變化量與浮差閾值比較，當(dāng)其小于最小的浮差閾值則判斷非電量信號(hào)參數(shù)正常；否則，根據(jù)非電量信號(hào)參數(shù)變化量與浮差閾值比較結(jié)果判斷非電量信號(hào)參數(shù)異常程度。
[0035]例如，本實(shí)施例中，可設(shè)置多個(gè)浮差閾值I度、10度、20度。如此，當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量小于I度，即非電量信號(hào)參數(shù)正常；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量小于10度大于I度，SP非電量信號(hào)參數(shù)一級(jí)異常；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量小于20度大于10度，S卩非電量信號(hào)參數(shù)二級(jí)異常；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量大于20度，S卩非電量信號(hào)參數(shù)三級(jí)異常。當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)異常等級(jí)越高，其異常程度越嚴(yán)重。
[0036]S32、把非電量信號(hào)參數(shù)或非電量信號(hào)參數(shù)變化量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，產(chǎn)生非電量信號(hào)參數(shù)的積分參數(shù)。本步驟中，為了后續(xù)更加方便快捷的調(diào)用，均可采用最小時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行積分，例如分鐘或者秒。
[0037]S33、根據(jù)非電量信號(hào)參數(shù)判斷結(jié)果，對(duì)各時(shí)間段非電量積分參數(shù)凍結(jié)數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)異常，則對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度較小的時(shí)間段上的非電量信號(hào)積分參數(shù)凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)正常，則對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度較大的時(shí)間段上的非電量信號(hào)積分參數(shù)凍結(jié)數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)。具體地，本步驟中可預(yù)設(shè)多個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度與浮差閾值一一對(duì)應(yīng)的時(shí)間段，隨著浮差閾值的增大，多個(gè)時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)度依次減小;根據(jù)非電量信號(hào)判斷結(jié)果，將對(duì)應(yīng)時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)進(jìn)行凍結(jié)。
[0038]例如，針對(duì)I度、1度、20度的浮差閾值，本實(shí)施中，可預(yù)設(shè)I月、I天、I小時(shí)、I分鐘的時(shí)間段。當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量小于I度，即非電量信號(hào)參數(shù)正常，對(duì)I月長(zhǎng)度的時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)進(jìn)行凍結(jié)存儲(chǔ)；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量小于10度大于I度，S卩非電量信號(hào)參數(shù)一級(jí)異常，對(duì)I天長(zhǎng)度的時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)進(jìn)行凍結(jié)存儲(chǔ)；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量小于20度大于10度，S卩非電量信號(hào)參數(shù)二級(jí)異常，對(duì)I小時(shí)長(zhǎng)度的時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)進(jìn)行凍結(jié)存儲(chǔ)；當(dāng)非電量信號(hào)參數(shù)變化量大于20度，S卩非電量信號(hào)參數(shù)三級(jí)異常，對(duì)I分鐘長(zhǎng)度的時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)進(jìn)行凍結(jié)存儲(chǔ)。
[0039]本實(shí)施例中，各時(shí)間段上的非電量積分參數(shù)通過(guò)對(duì)最小時(shí)間長(zhǎng)度積分求和獲得，例