CN120142405A - 绝缘气体自适应检测组件、方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及绝缘气体分解物浓度检测技术领域,尤其涉及一种绝缘气体自适应检测组件、方法、装置、设备及存储介质,本发明方法首先获取多个气体采集数组;然后将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组;最后对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。本发明利用多个气体温度条件下电化学传感器的采样稳定值数组,代入到表达电化学传感器采样值与多个气体浓度关系的方程组,确定多个气体浓度,可以排除电化学传感器容易受到其他气体干扰的作用,输出的气体浓度数据准确、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘气体分解物浓度检测技术领域,尤其涉及一种绝缘气体自适应检测组件、方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
气体绝缘材料是能使有电位差的电极间保持绝缘的气体。气体绝缘具有电容率稳定、介质损耗极小、不燃、不爆、化学稳定性好、不老化、价格便宜等优点。
六氟化硫作为主流的气体绝缘材料,被广泛的应用于气体绝缘开关设备(GIS,GasInsulated witch)设备中,在气体绝缘开关设备中,绝缘气体会受电气设备的影响而发生一定程度的分解,分解物通常包括:SO2、CO、H2S,实时监测绝缘气体及分解物的浓度,是保证气体绝缘开关设备稳定运行的关键。
目前绝缘气体及分解物的浓度监测数据,是通过传感器返回数值或经过简单计算得出的。由于绝缘气体及分解物会对传感器模组产生不同的影响,进而可能干扰传感器的精确测量,因此,通常绝缘气体及分解物浓度数据并不准确。
针对这一问题,需要进行不同气体背景对传感器模组干扰影响研究。
基于此,需要开发设计出一种绝缘气体自适应检测方法。
发明内容
本发明实施方式提供了一种绝缘气体自适应检测组件、方法、装置、设备及存储介质,用于解决现有技术中绝缘气体发生分解后,气体传感器受温度和其他气体干扰作用,输出的气体浓度数据不准确的问题。
第一方面,本发明实施方式提供了一种绝缘气体自适应检测组件,包括:
送风器、加热器、送风管、第一温度传感器、第二温度传感器、处理器以及多个电化学传感器,其中,每个电化学传感器对应一种气体;
所述送风器的出口与所述送风管的入口连通,所述加热器固定设置在所述送风器的出口侧,所述多个电化学传感器的测端圆周阵列地固定在所述送风管内部;
所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器分别设置在所述送风管入口侧以及所述送风管的出口侧;
所述处理器分别与所述多个电化学传感器电连接;
当在不同温度条件下获得气体采集数组时,所述处理器根据多个气体采集数组以及每个气体采集数组对应的温度条件,确定混合气中多种气体的浓度,其中,气体采集数组包括多个气体采样值,每个气体采样值基于对应的电化学传感器获得。
第二方面,本发明实施方式提供了一种绝缘气体自适应检测方法,应用于如第一方面所述的绝缘气体自适应检测组件,所述绝缘气体自适应检测方法包括:
获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样稳定值,气体采样稳定值表征预定采样温度下传感器稳定输出时的采样值;
将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值,所述传感采样值方程根据预定比例的混和气在多个试验温度条件下的采样值构建;
对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。
在一种可能实现的方式中,所述获取多个气体采集数组,包括:
对于每个气体采集数组,分别通过如下步骤获得:
稳定采样温度;
按照预设的时间节点,从多个电化学传感器获取多个第一采样值,并按照与电化学传感器的对应性,将所述多个第一采样值构建为多个采样队列;
利用最小二乘法和所述多个采样队列,拟合采样值变化方程,获得多个第二方程,其中,每个第二方程表征一个电化学传感器采样值随时间变化的特性;
根据所述多个第二方程确定多个电化学传感器的采样稳定值;
将所述多个电化学传感器的采样稳定值构建为气体采集数组。
在一种可能实现的方式中,所述采样值变化方程为:
式中,GV(t)为采样值随时间的变化量,GCSV为采样稳定值,e为自然常数,t为时间变量,τ为变化系数,t0为初始时刻。
在一种可能实现的方式中,所述传感采样值方程组的构建过程包括:
获取多组混和气;
在多个试验温度条件下分别对每组混和气进行测试,根据测试结果构建多个第一试验气体数组,其中,每个第一试验气体数组根据混和气在试验温度下所述绝缘气体自适应检测装置返回的多个采样值、所述试验温度以及混和气中多种气体的浓度构建;
从所述多个第一试验气体数组中选出多个参考数组,通过与所述多个参考数组计算相似指数的方式,从所述多个第一试验气体数组中查找并删除噪声第一试验气体数组,并将剩余的多个第一试验气体数组作为第二试验气体数组;
调整传感采样值方程中系数的总数量不超过所述多个第二试验气体数组的总数量;
根据所述多个第二试验气体数组,确定所述传感采样值方程中系数的值。
在一种可能实现的方式中,所述传感采样值方程为:
式中,SGV(n)为第n种气体的浓度,T为采样温度,T0为基准温度值,αmn为第m·n个第一系数,M为指数总数量,N为混和气中气体种类的数量,βi为第i个第二系数,TGV(i)为第i种气体的采样值浓度,c1为第一截距系数,c2为第二截距系数。
在一种可能实现的方式中,所述从所述多个第一试验气体数组中选出多个参考数组,通过与所述多个参考数组计算相似指数的方式,查找并删除噪声第一试验气体数组,并将剩余的多个第一试验气体数组作为第二试验气体数组,包括:
获取迭代次数;
从所述多个第一试验气体数组中,随机选择第一数量的多个第一试验气体数组,作为多个第一参考数组;
对于每个第一试验气体数组,计算与每个第一参考数组的相似系数,并计算多个相似系数的平均值,作为第一相似指数;
若未达到迭代次数,则从所述多个第一试验气体数组中,根据所述第一数量选择第一相似指数最大的多个第一试验气体数组作为多个第一参考数组,并跳转至所述对于每个第一试验气体数组,计算与每个第一参考数组的相似系数,并计算多个相似系数的平均值,作为第一相似指数的步骤;
否则,根据将小于指数阈值的第一相似指数对应的第一试验气体数组删除,将不小于指数阈值的第一相似指数对应的第一试验气体数组作为第二试验气体数组。
第三方面,本发明实施方式提供了一种绝缘气体自适应检测装置,用于实现如上第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述的绝缘气体自适应检测方法,所述绝缘气体自适应检测装置包括:
气体数据获取模块,用于获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样值;
方程组构建模块,用于将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值;
以及,
气体浓度确定模块,用于对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。
第四方面,本发明实施方式提供了一种电子设备,包括存储器以及处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
第五方面,本发明实施方式提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是:
本发明实施方式公开了一种绝缘气体自适应检测方法,其首先获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样稳定值,气体采样稳定值表征预定采样温度下传感器稳定输出时的采样值;然后将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值,所述传感采样值方程根据预定比例的混和气在多个试验温度条件下的采样值构建;最后对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。本发明利用多个气体温度条件下电化学传感器的采样稳定值数组,代入到表达电化学传感器采样值与多个气体浓度关系的方程组,确定多个气体浓度,可以排除电化学传感器容易受到其他气体干扰的作用,输出的气体浓度数据准确、可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施方式提供的绝缘气体自适应检测组件原理图;
图2是本发明实施方式提供的绝缘气体自适应检测方法的流程图;
图3是本发明实施方式提供的绝缘气体自适应检测装置功能框图;
图4是本发明实施方式提供的电子设备功能框图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施方式。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图通过具体实施方式来进行说明。
下面对本发明的实施例作详细说明,本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
图1为本发明实施方式提供的绝绝缘气体自适应检测组件原理图。
如图1所示,其示出了本发明实施方式第一方面提供的绝缘气体自适应检测组件原理图,详述如下:
一种绝缘气体自适应检测组件,包括:
送风器101、加热器102、送风管103、第一温度传感器104、第二温度传感器105、处理器以及多个电化学传感器106,其中,每个电化学传感器106对应一种气体;
所述送风器101的出口与所述送风管103的入口连通,所述加热器102固定设置在所述送风器101的出口侧,所述多个电化学传感器106的测端圆周阵列地固定在所述送风管103内部;
所述第一温度传感器104以及所述第二温度传感器105分别设置在所述送风管103入口侧以及所述送风管103的出口侧;
所述处理器分别与所述多个电化学传感器106电连接;
当在不同温度条件下获得气体采集数组时,所述处理器根据多个气体采集数组以及每个气体采集数组对应的温度条件,确定混合气中多种气体的浓度,其中,气体采集数组包括多个气体采样值,每个气体采样值基于对应的电化学传感器106获得。
示例性地,如图1所示,本发明实施方式第一方面提供了一种绝缘气体自适应检测组件,绝缘气体及分解物由送风器101吸入,在送风器101的出风口一侧设有加热器102,加热后的气体送入到送风管103,在送风管103的两端,分别设有两个温度传感器,在两个传感器之间沿送风管103圆周方向阵列的设置有多个电化学传感器106,如此一来,保证了多个电化学传感器106采样的温度点位于同一个温度点,采样气体的位置也趋于相同。
处理器与两个温度传感器、加热器102以及多个电化学传感器106连接,在使用时,处理器通过两个温度传感器返回的温度,控制加热器102的加热,使得电化学传感器106采样时的温度为预定的温度区间。当两个温度传感器返回的温度稳定时,处理器按照预定的时间间隔采样电化学传感器106的数据,将这些数据构建为数据队列,由于电化学传感器106数值受温度影响会发生变化,并且,需要一段时长后才能逐步稳定,因此,本发明实施方式通过这些数据队列分析,估计出每个传感器稳定时的数值,将这些数值构建为数组;同理的在多个温度点均采用此操作,得到多个数组,根据这些数组和对应的温度点,利用本发明第二方面提供的方程就能够确定出较为精准的气体浓度。
图2为本发明实施方式提供的绝缘气体自适应检测方法的流程图。
如图2所示,其示出了本发明实施方式第二方面提供的绝缘气体自适应检测方法的实现流程图,详述如下:
在步骤201中,获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样稳定值,气体采样稳定值表征预定采样温度下传感器稳定输出时的采样值。
在一些实施方式中,所述步骤201包括:
对于每个气体采集数组,分别通过如下步骤获得:
稳定采样温度;
按照预设的时间节点,从多个电化学传感器获取多个第一采样值,并按照与电化学传感器的对应性,将所述多个第一采样值构建为多个采样队列;
利用最小二乘法和所述多个采样队列,拟合采样值变化方程,获得多个第二方程,其中,每个第二方程表征一个电化学传感器采样值随时间变化的特性;
根据所述多个第二方程确定多个电化学传感器的采样稳定值;
将所述多个电化学传感器的采样稳定值构建为气体采集数组。
在一些实施方式中,所述采样值变化方程为:
式中,GV(t)为采样值随时间的变化量,GCSV为采样稳定值,e为自然常数,t为时间变量,τ为变化系数,t0为初始时刻。
示例性地,本发明实施方式第二方面是通过将电化学传感器在相同温度下获得的采样稳定值构建为气体采集数组,而多个不同的温度就可以得到多个气体采集数组,将多个气体采集数组代入到表征电化学传感器采样值与气体浓度关系的方程中,就能确定多种气体的浓度。
在电化学传感器采样稳定值获取方面,一种方式是将气体的温度稳定,持续采样电化学传感器输出值,当电化学传感器输出值稳定时,将电化学传感器输出值作为采样稳定值,很显然,这种方式耗时较多,并且,稳定时的数值会有一定程度的噪声。
本发明实施方式提供了另外一种采样稳定值确定方式,首先在温度稳定时通过获取电化学传感器输出数据流,然后根据电化学传感器输出值变化的特性和电化学传感器输出数据流(数据队列)就可以确定电化学传感器在该温度下的输出稳定值,如此一来大大加快了确定气体浓度的进程,本发明提供的电化学传感器输出值变化方程:
式中,GV(t)为采样值随时间的变化量,GCSV为采样稳定值,e为自然常数,t为时间变量,τ为变化系数,t0为初始时刻。
如前所述,我们将采样队列的数据按照时间节点排序就得到了采样数据队列,利用采样数据队列和最小二乘法就可以确定上述方程中的各个系数,而其中的采样稳定值GCSV就是电化学传感器稳定时的输出值。
最小二乘法是一种在数据处理和回归分析中广泛应用的数学方法,它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。其原理是对于给定的一组数据点,假设存在一个函数模型,其中有多个待确定的参数(上述方程中:GCSV采样稳定值、τ变化系数、t0为初始时刻均为待确定的参数)。最小二乘法的目标是找到一组参数,使得观测值(本发明实施方式的采样队列为观测值)与模型预测值之间的误差的平方和最小,即达到最小。
上述方程是一个非线性的方程,求解方法通常需要使用迭代算法来求解,如牛顿法、高斯-牛顿法、列文伯格-马夸尔特法等。这些方法都是从一个初始估计值开始,通过不断迭代更新参数值,使得误差平方和逐渐减小,直到满足一定的收敛条件为止。
在步骤202中,将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值,所述传感采样值方程根据预定比例的混和气在多个试验温度条件下的采样值构建。
在一些实施方式中,所述传感采样值方程组的构建过程包括:
获取多组混和气;
在多个试验温度条件下分别对每组混和气进行测试,根据测试结果构建多个第一试验气体数组,其中,每个第一试验气体数组根据混和气在试验温度下所述绝缘气体自适应检测装置返回的多个采样值、所述试验温度以及混和气中多种气体的浓度构建;
从所述多个第一试验气体数组中选出多个参考数组,通过与所述多个参考数组计算相似指数的方式,从所述多个第一试验气体数组中查找并删除噪声第一试验气体数组,并将剩余的多个第一试验气体数组作为第二试验气体数组;
调整传感采样值方程中系数的总数量不超过所述多个第二试验气体数组的总数量;
根据所述多个第二试验气体数组,确定所述传感采样值方程中系数的值。
在一些实施方式中,所述传感采样值方程为:
式中,SGV(n)为第n种气体的浓度,T为采样温度,T0为基准温度值,αmn为第m·n个第一系数,M为指数总数量,N为混和气中气体种类的数量,βi为第i个第二系数,TGV(i)为第i种气体的采样值浓度,c1为第一截距系数,c2为第二截距系数。
在一些实施方式中,所述从所述多个第一试验气体数组中选出多个参考数组,通过与所述多个参考数组计算相似指数的方式,查找并删除噪声第一试验气体数组,并将剩余的多个第一试验气体数组作为第二试验气体数组,包括:
获取迭代次数;
从所述多个第一试验气体数组中,随机选择第一数量的多个第一试验气体数组,作为多个第一参考数组;
对于每个第一试验气体数组,计算与每个第一参考数组的相似系数,并计算多个相似系数的平均值,作为第一相似指数;
若未达到迭代次数,则从所述多个第一试验气体数组中,根据所述第一数量选择第一相似指数最大的多个第一试验气体数组作为多个第一参考数组,并跳转至所述对于每个第一试验气体数组,计算与每个第一参考数组的相似系数,并计算多个相似系数的平均值,作为第一相似指数的步骤;
否则,根据将小于指数阈值的第一相似指数对应的第一试验气体数组删除,将不小于指数阈值的第一相似指数对应的第一试验气体数组作为第二试验气体数组。
示例性地,上述多个气体采集数组分别代入到表达多个电化学传感器采样值与多个气体浓度关系的方程组中,就可以得到方程组,通过对方程组求解就可以确定气体的浓度,本发明实施方式所采用的表达多个电化学传感器采样值与多个气体浓度关系的方程组(传感采样值方程)为:
式中,SGV(n)为第n种气体的浓度,T为采样温度,T0为基准温度值,αmn为第m·n个第一系数,M为指数总数量,N为混和气中气体种类的数量,βi为第i个第二系数,TGV(i)为第i种气体的采样值浓度,c1为第一截距系数,c2为第二截距系数。
从这个方程组中我们可以看出,这个方程组除了传感器采样值、气体浓度值外,还有多个系数,也正是这些系数结合上述方程的基本框架,准确表达了多个电化学传感器采样值与多个气体浓度的关系。
实际上,上述系数是通过配制多种混和气(混和气中各个气体的浓度是预制好、已知的),对于每种混和气在不同气温下进行传感器试验,根据试验数据来确定的。
具体来说,每种混和气在多个试验温度下进行试验,试验时,稳定温度条件,按照预定的时间节点读取电化学传感器的返回值,当返回值稳定后,将电化学传感器的稳定返回值(多个传感器的稳定返回值)、试验温度和混和气中各个气体的浓度构建为试验气体数组。多种混和气,分别在不同的试验温度下执行上述操作,就得到了多组试验气体数组(第一试验气体数组)。
可以预知地,第一试验气体数组通常难以避免的带有噪声数据,并且噪声数据的大小不可控,带有噪声的数据求解上述系数时,会导致系数存在偏差,进一步导致上述方程表达的多个电化学传感器采样值与多个气体浓度的关系不准确。
为了克服上述缺陷,本发明实施方式将上述多个第一试验气体数组进行噪声数据去除。去除的过程是一个多次迭代的过程,通常在迭代前,首先预设一个迭代次数(例如是五次),然后,从多个第一试验气体数组中,随机制定预定数量的数组作为参考数组,例如是随机指定三个数组作为参考数组。然后,每个第一试验气体数组分别与这三个参考数组计算相似值,三个相似值计算平均值作为相似指数,如此以来,每个第一试验气体数组都有一个相似指数(第一相似指数)。
如果未达到迭代次数(例如未达到五次),将值最大的三个相似指数对应的第一试验气体数组作为新的三个参考数组,然后重复上述计算相似指数的过程。
如果达到迭代次数(例如达到五次),将小于阈值的相似指数对应的第一试验气体数组删除(例如阈值是0.3),也就是说,小于阈值的相似指数与参考数组的相似性较差,噪声对这些数组造成了较为显著的影响。而剩下的第一试验气体数组参与确定上述方程多个系数的过程(为了便于区分,剩下的第一试验气体数组作为第二试验气体数组)。
在调整前,首先根据多个第二试验气体数组的数量调整上述方程组中系数的数量,原则是,上述方程组中系数的数量不大于第二试验气体数组的数量,然后根据第二试验气体数组确定上述方程组中系数的值。
实际上,确定上述方程组系数的方法有多种,例如,采用一些优化算法,粒子群算法、退火算法等,由于这些求解算法应用于上述求解过程是本领域技术人员的惯用技术手段,因此,求解过程不再详细展开论述。
在步骤203中,对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。
示例性地,本发明实施方式所要确定的对象是气体浓度,而气体浓度包含有的数据维度已知,当将前述步骤得到的多个气体采集数组代入到上述方程组中时,得到多个方程组,可以知晓的是,当多个方程组的数量多余未知数据的维度,那么未知数据(也就是:多个待确定的气体浓度)便可以得到确定的解,也就是多个气体浓度得以确定。
本发明绝缘气体自适应检测方法实施方式,其首先获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样稳定值,气体采样稳定值表征预定采样温度下传感器稳定输出时的采样值;然后将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值,所述传感采样值方程根据预定比例的混和气在多个试验温度条件下的采样值构建;最后对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。本发明利用多个气体温度条件下电化学传感器的采样稳定值数组,代入到表达电化学传感器采样值与多个气体浓度关系的方程组,确定多个气体浓度,可以排除电化学传感器容易受到其他气体干扰的作用,输出的气体浓度数据准确、可靠。
应理解,上述实施方式中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施方式的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施方式,对于其中未详尽描述的细节,可以参考上述对应的方法实施方式。
图3是本发明实施方式提供的绝缘气体自适应检测装置功能框图,参照图3,绝缘气体自适应检测装置包括:气体数据获取模块301、方程组构建模块302以及气体浓度确定模块303,其中:
气体数据获取模块301,用于获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样值;
方程组构建模块302,用于将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值;
气体浓度确定模块303,用于对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。
图4是本发明实施方式提供的电子设备的功能框图。如图4所示,该实施方式的电子设备4包括:处理器400和存储器401,所述存储器401中存储有可在所述处理器400上运行的计算机程序402。所述处理器400执行所述计算机程序402时实现上述各个绝缘气体自适应检测方法及实施方式中的步骤,例如图2所示的步骤201至步骤203。
示例性的,所述计算机程序402可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器401中,并由所述处理器400执行,以完成本发明。
所述电子设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电子设备4可包括,但不仅限于,处理器400、存储器401。本领域技术人员可以理解,图4仅仅是电子设备4的示例,并不构成对电子设备4的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述电子设备4还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器400可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器401可以是所述电子设备4的内部存储单元,例如电子设备4的硬盘或内存。所述存储器401也可以是所述电子设备4的外部存储设备,例如所述电子设备4上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器401还可以既包括所述电子设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器401用于存储所述计算机程序402以及所述电子设备4所需的其他程序和数据。所述存储器401还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施方式中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施方式中,对各个实施方式的描述都各有侧重,某个实施方式中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施方式的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施方式描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施方式中,应该理解到,所揭露的装置/电子设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/电子设备实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外,在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法及装置实施方式的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述实施方式仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绝缘气体自适应检测组件,其特征在于,包括:
送风器、加热器、送风管、第一温度传感器、第二温度传感器、处理器以及多个电化学传感器,其中,每个电化学传感器对应一种气体;
所述送风器的出口与所述送风管的入口连通,所述加热器固定设置在所述送风器的出口侧,所述多个电化学传感器的测端圆周阵列地固定在所述送风管内部;
所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器分别设置在所述送风管入口侧以及所述送风管的出口侧;
所述处理器分别与所述多个电化学传感器电连接;
当在不同温度条件下获得气体采集数组时,所述处理器根据多个气体采集数组以及每个气体采集数组对应的温度条件,确定混合气中多种气体的浓度,其中,气体采集数组包括多个气体采样值,每个气体采样值基于对应的电化学传感器获得。
2.一种绝缘气体自适应检测方法,其特征在于,应用于如权利要求1所述的绝缘气体自适应检测组件,所述绝缘气体自适应检测方法包括:
获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样稳定值,气体采样稳定值表征预定采样温度下传感器稳定输出时的采样值;
将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值,所述传感采样值方程根据预定比例的混和气在多个试验温度条件下的采样值构建;
对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。
3.根据权利要求2所述的绝缘气体自适应检测方法,其特征在于,所述获取多个气体采集数组,包括:
对于每个气体采集数组,分别通过如下步骤获得:
稳定采样温度;
按照预设的时间节点,从多个电化学传感器获取多个第一采样值,并按照与电化学传感器的对应性,将所述多个第一采样值构建为多个采样队列;
利用最小二乘法和所述多个采样队列,拟合采样值变化方程,获得多个第二方程,其中,每个第二方程表征一个电化学传感器采样值随时间变化的特性;
根据所述多个第二方程确定多个电化学传感器的采样稳定值;
将所述多个电化学传感器的采样稳定值构建为气体采集数组。
4.根据权利要求3所述的绝缘气体自适应检测方法,其特征在于,所述采样值变化方程为:
式中,GV(t)为采样值随时间的变化量,GCSV为采样稳定值,e为自然常数,t为时间变量,τ为变化系数,t0为初始时刻。
5.根据权利要求2-4任一项所述的绝缘气体自适应检测方法,其特征在于,所述传感采样值方程组的构建过程包括:
获取多组混和气;
在多个试验温度条件下分别对每组混和气进行测试,根据测试结果构建多个第一试验气体数组,其中,每个第一试验气体数组根据混和气在试验温度下所述绝缘气体自适应检测装置返回的多个采样值、所述试验温度以及混和气中多种气体的浓度构建;
从所述多个第一试验气体数组中选出多个参考数组,通过与所述多个参考数组计算相似指数的方式,从所述多个第一试验气体数组中查找并删除噪声第一试验气体数组,并将剩余的多个第一试验气体数组作为第二试验气体数组;
调整传感采样值方程中系数的总数量不超过所述多个第二试验气体数组的总数量;
根据所述多个第二试验气体数组,确定所述传感采样值方程中系数的值。
6.根据权利要求5所述的绝缘气体自适应检测方法,其特征在于,所述传感采样值方程为:
式中,SGV(n)为第n种气体的浓度,T为采样温度,T0为基准温度值,αmn为第m·n个第一系数,M为指数总数量,N为混和气中气体种类的数量,βi为第i个第二系数,TGV(i)为第i种气体的采样值浓度,c1为第一截距系数,c2为第二截距系数。
7.根据权利要求5所述的绝缘气体自适应检测方法,其特征在于,所述从所述多个第一试验气体数组中选出多个参考数组,通过与所述多个参考数组计算相似指数的方式,查找并删除噪声第一试验气体数组,并将剩余的多个第一试验气体数组作为第二试验气体数组,包括:
获取迭代次数;
从所述多个第一试验气体数组中,随机选择第一数量的多个第一试验气体数组,作为多个第一参考数组;
对于每个第一试验气体数组,计算与每个第一参考数组的相似系数,并计算多个相似系数的平均值,作为第一相似指数;
若未达到迭代次数,则从所述多个第一试验气体数组中,根据所述第一数量选择第一相似指数最大的多个第一试验气体数组作为多个第一参考数组,并跳转至所述对于每个第一试验气体数组,计算与每个第一参考数组的相似系数,并计算多个相似系数的平均值,作为第一相似指数的步骤;
否则,根据将小于指数阈值的第一相似指数对应的第一试验气体数组删除,将不小于指数阈值的第一相似指数对应的第一试验气体数组作为第二试验气体数组。
8.一种绝缘气体自适应检测装置,其特征在于,用于实现如权利要求2-7任一项所述的绝缘气体自适应检测方法,所述绝缘气体自适应检测装置包括:
气体数据获取模块,用于获取多个气体采集数组,其中,每个气体采集数组对应一个采样温度,气体采集数组包括多个气体采样值;
方程组构建模块,用于将所述多个气体采集数组以及所述多个气体采集数组对应的采样温度分别代入传感采样值方程组,获得多个第一方程组,其中,所述传感采样值方程根据多种气体浓度以及气温输出传感器采样值;
以及,
气体浓度确定模块,用于对所述多个第一方程组求解,获得多个气体浓度。
9.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求2至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求2至7中任一项所述方法的步骤。
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